制动条件下二系横向止挡参数对重载机车车体与车钩横向动态性能影响的研究

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1、国内图书分类号：U260.11；U260.34密级：公开国际图书分类号：629西南交通大学研究生学位论文制动条件下二系横向止挡参数对重载机车车体与车钩横向动态性能影响的研究年级二〇一五级姓名纪天成申请学位级别工程硕士专业交通运输工程指导老师王开云研究员二零一八年五月ClassifiedIndex：U260.11；U260.34U.D.C：629SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisEFFECTOFSECONDARYLATERALSTOPPERONTHELATERALD

2、YNAMICPERFORMANCEOFTHEHEAVYHAULLOCOMOTIVECAR-BODYANDCOUPLER/DRAFTGEARSYSTEMUNDERBREAKINGCONDITIONGrade:2015Candidate:JiTianchengAcademicDegreeAppliedfor:MasterDegreeSpeciality:TransportationEngineeringSupervisor:Prof.WangKaiyunMay.2018西南交通大学硕士研究生学位论文第I页摘要目前，我国在发

3、展高速铁路的同时，也加快了重载铁路的建设，对于重载铁路而言，主要从提高重载货车轴重以及增加列车编组长度两方面来发展重载运输技术。然而，随着货车轴重的增加，要求机车牵引与制动力加大，而列车编组长度的大幅增加则会造成制动时列车制动波的进一步延长，进而导致重载列车纵向冲动的显著增大，甚至威胁到列车的安全运行。例如，实际运用中发现，制动工况下，HXD2型新八轴重载机车车体出现明显的横向错位以及车钩大幅度转动这一工程难题，这是典型的重载列车纵向冲动问题。在此背景下，本文基于车辆系统动力学理论，通过动力学仿真和现场测试的分析手段，

4、研究了二系横向止挡参数对重载机车车体与车钩横向动态性能的影响，以期为抑制车体横向错位提供一种技术措施。首先，在分析13A/QKX100型车钩缓冲装置结构特点及其稳定机理的基础上，重点研究了制动力作用下影响车体稳定性的重要因素，指出转向架中心距、一系悬挂横向刚度、二系悬挂横向刚度、二系横向止挡弹性刚度、二系横向止挡自由间隙和弹性间隙是影响车体稳定性的重要参数，选定二系横向止挡参数为车体与车钩横向动态性能影响因素的研究对象。利用SIMPACK多体动力学分析软件，建立了由13A/QKX100型车钩缓冲装置、两台HXD2型新八

5、轴重载机车和一台模拟货车组成的双机重联动力学模型。结合课题组前期现场测试数据，对比分析了车钩力、车钩摆角和车体横向位移的计算结果。结果表明：计算结果与测试结果吻合良好，建立的模型能够用于模拟重载机车及其钩缓装置的动态特性。采用重载机车双机重联动力学模型，研究了二系横向止挡参数对车钩摆角、车体横向位移和机车安全性指标的影响，对二系横向止挡参数进行了匹配分析。在此基础上，提出了优化方案，主要有：方案1为10mm自由间隙与5倍原止挡刚度匹配，方案2为20mm自由间隙与5倍原止挡刚度匹配。对优化后的机车惰行时的动力学性能和重联

6、机车制动通过小半径曲线时的安全性能进行研究，结果表明：两种优化方案下的机车各项安全性指标均满足要求。最后，在中车某公司企业内部联络线对两种优化方案下的机车动力学性能进行试验研究。研究结果表明：两种优化方案均可减小机车的车钩摆角和车体横向位移、提高车钩稳定性能，并且方案1的效果优于方案2的效果。关键词：重载机车；车钩缓冲装置；二系横向止挡；动态性能；车钩摆角西南交通大学硕士研究生学位论文第II页AbstractAtpresent,whiledevelopinghigh-speedrailways,Chinahasalso

7、acceleratedtheconstructionofheavyhaulrailways.Heavyhaultransportationtechnologiesaremainlydevelopedfromtheaspectsofincreasingtheaxleloadofheavyhaulfreightvehicleandincreasingthelengthoftrainformation.However,withtheincreaseofaxleloadofheavyhaulfreightvehicle,req

8、uirementoflocomotivetractionandbrakingforceincrease,whileabigincreaseinlengthofthetraincancausebrakewhenthetrainbrakewaveextendedfurther,leadingtosignificantincreasei