铁路货车纵向冲击特性
上QQ阅读APP看书,第一时间看更新

1 概论

1.1 铁路货车纵向冲击特性研究对象

铁路货车是运输货物的载体,它以成列编组形式在轨道上完成货物运输。铁路货车在列车编组和实现运输的过程中除了承载货物重量之外,还承受着纵向牵引和冲击载荷。

铁路货车的纵向牵引与冲击载荷传递通过车钩和缓冲装置实现,即:形成车钩—缓冲器—车体的纵向力传递途径。由于车钩和车体的纵向刚度远大于缓冲器的刚度,因此缓冲器的特性将显著影响铁路车辆的纵向载荷传递特性。

铁路货车的纵向冲击特性关系到铁路运输的安全性。长期以来,国内、外铁路车辆工作者都十分关注这个问题,进行了大量的冲击试验研究和仿真模拟分析,并在各国铁路货车试验标准中规定了对货车进行冲击试验的相关要求。货车冲击试验已成为我国铁路各型新造和改造货车型式试验的重要内容之一,评价货车的性能的重要手段和方法之一。

货车冲击试验的目的有两个:一是对货车的结构强度进行评定,在达到规定的最大冲击速度或最大车钩力条件下,货车不能出现任何损伤,否则应改进车辆结构;二是在现车条件下对缓冲器的冲击特性进行评定,为鉴定或改进缓冲器的冲击特性(包括阻抗力、行程、阻尼特性等)提供依据。由此可见,货车的冲击试验是确保货车运用安全的一个重要手段。

货车冲击试验方法根据冲击车冲击动能的产生方式可分为坡道重力运行冲击和机车推送冲击两种方法。因为坡道重力运行冲击操作简单,其运行速度控制方便;目前大多采用坡道冲击方法。

货车承受纵向冲击的过程中,由于纵向冲击力的作用中心线与货车的重心并不一致,因此会产生前、后转向架的垂向增、减载;同时车体承受的纵向冲击力还会引起转向架的纵向冲动,使转向架摇枕承受纵向力,这种纵向力对摇枕强度的影响也受到国内、外铁路研究人员的关注,本书通过试验研究论证摇枕强度与纵向载荷的关系。

多年来,国内、外铁路研究人员对多种铁路货车和缓冲器进行了系统的冲击试验研究,积累了大量的试验数据。研究表明,货车的冲击过程既具有一定的规律性,又具有较为明显的离散性,受多种因素的影响。为进一步深入研究货车冲击特性及其影响因素,利用现代计算技术仿真模拟分析货车冲击,取得了可喜成果。货车冲击仿真模拟不但可以指导货车冲击试验的组织,还可为货车车体的冲击强度设计和缓冲器的特性研究提供有效的研究手段。

本书主要研究货车纵向冲击特性,系统介绍了车辆冲击理论,总结分析了我国铁路多年铁路货车冲击试验和仿真模拟分析的结果,同时列举了国外对货车进行冲击仿真模拟计算的结果进行比较。本书还对货车转向架摇枕的横向载荷试验研究进行了总结分析,为改进和完善摇枕横向载荷试验规范提供依据。