兵工学报 ›› 2023, Vol. 44 ›› Issue (S1): 67-78.doi: 10.12382/bgxb.2023.0752
收稿日期:
2023-08-14
上线日期:
2023-12-08
通讯作者:
基金资助:
LIU Teng, ZHOU Xiongfei, WANG Chengquan, JING Lin*()
Received:
2023-08-14
Online:
2023-12-08
摘要:
随着铁路运营里程的不断增长,列车碰撞事故难以完全避免,且一旦发生将会造成严重的人员伤亡和财产损失。为尽可能减小列车碰撞事故中的脱轨风险,考虑车辆端部吸能装置和轮轨接触状态,建立三编组列车碰撞有限元模型,仿真模拟列车碰撞可移动障碍物和刚性墙引起的轮对动态响应;讨论不同运行速度和碰撞角度对列车脱轨行为的影响规律,提出一种安装在转向架上具备横垂向限位作用的脱轨抑制装置,分析对比安装脱轨抑制装置前后轮对的运动姿态、位移、侧滚角以及轮轨作用力。研究结果表明:列车碰撞后以横移/抬升耦合作用的形式脱轨;脱轨抑制装置可在一定程度上调整碰撞事故后轮对的运动姿态,限制轮对横移、抬升和侧滚运动,并承担部分轮轨作用力,导致轮轨迅速恢复正常接触状态,具备较好的脱轨抑制能力。
中图分类号:
刘腾, 周雄飞, 王成全, 敬霖. 列车碰撞事故下轮轨动态作用机理与脱轨抑制技术[J]. 兵工学报, 2023, 44(S1): 67-78.
LIU Teng, ZHOU Xiongfei, WANG Chengquan, JING Lin. Wheel-rail Interaction Mechanism and Derailment Suppression Technology for Train Collision Accidents[J]. Acta Armamentarii, 2023, 44(S1): 67-78.
图5 不同速度下列车碰撞可移动障碍物/刚性墙轮对位移
Fig.5 Wheelset displacements caused by the train colliding with the movable obstacles and the rigid wall at different speeds
材质属性 | 参数 |
---|---|
材料名称 | 高强度合金钢NM360 |
屈服强度/MPa | 8.00×102 |
弹性模量/(N·m-2) | 2.10×1011 |
泊松比 | 0.33 |
切线模量/(N·m-2) | 2.10×1010 |
质量密度/(kg·m-3) | 7.85×103 |
表1 脱轨抑制装置材质属性
Table 1 Material properties for derailment suppression device
材质属性 | 参数 |
---|---|
材料名称 | 高强度合金钢NM360 |
屈服强度/MPa | 8.00×102 |
弹性模量/(N·m-2) | 2.10×1011 |
泊松比 | 0.33 |
切线模量/(N·m-2) | 2.10×1010 |
质量密度/(kg·m-3) | 7.85×103 |
图11 碰撞可移动障碍物安装装置前后轮对姿态对比
Fig.11 Comparisons of the attitudes of the wheelsets before and after installing the device when colliding with the movable obstacle
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doi: 10.1007/s10409-021-01140-9 |
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