亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        時速400 km高速道岔設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)

        2022-09-22 02:40:52王平徐井芒郝超江陳嶸姚力
        中國鐵路 2022年8期
        關(guān)鍵詞:心軌限位器時速

        王平, 徐井芒, 郝超江, 陳嶸, 姚力

        (1.西南交通大學(xué) 高速鐵路線路工程教育部重點實驗室, 四川 成都 610031;2.西南交通大學(xué) 土木工程學(xué)院, 四川 成都 610031;3.中鐵二院工程集團有限責任公司 土木建筑設(shè)計研究一院, 四川 成都 610031)

        0 引言

        針對我國“交通強國”戰(zhàn)略發(fā)展目標, 開展時速400 km高速鐵路設(shè)計、建造、運營、維護成套技術(shù)研究, 推動高速鐵路技術(shù)實現(xiàn)新提升, 打造一條時速400 km高速鐵路示范線, 是當下新的戰(zhàn)略任務(wù)[1]。道岔是鐵路線路中引導(dǎo)列車換線運行的關(guān)鍵設(shè)備, 也是軌道三大薄弱環(huán)節(jié)之一。高速列車過岔時, 由于輪軌接觸點跡不連續(xù), 將產(chǎn)生劇烈的輪軌動態(tài)相互作用[2]。隨著列車運行速度的提升, 動力沖擊相互作用顯著加劇, 使輪軌系統(tǒng)產(chǎn)生劇烈的中、高頻振動, 對保障道岔鋼軌使用壽命和行車平穩(wěn)性、安全性提出了挑戰(zhàn)。

        為了緩解道岔區(qū)域輪軌相互作用, 提高列車運行品質(zhì)、減少道岔設(shè)備損壞, 應(yīng)合理優(yōu)化車輪與道岔之間的輪軌關(guān)系, 并開展道岔結(jié)構(gòu)創(chuàng)新技術(shù)研究。在既有文獻中, 德國BWG公司創(chuàng)新性地提出一種動態(tài)軌距優(yōu)化技術(shù)(FAKOP), 大幅降低了道岔橫向結(jié)構(gòu)不平順, 以解決列車過岔晃車嚴重的問題[3];在FAKOP技術(shù)基礎(chǔ)上, 西班牙道岔專家Bugarin等[4]對直基本軌軌頂進行刨切, 進一步優(yōu)化了道岔橫向結(jié)構(gòu)不平順;王平等[5]提出通過優(yōu)化直基本軌軌頭廓形, 抵消輪對所受橫向力;王樹國等[6]通過抬高尖軌縮短輪載過渡范圍, 有效減少了高速客運專線的道岔結(jié)構(gòu)不平順。

        道岔由鋼軌、扣件、軌枕、軌下基礎(chǔ)等部件組成, 各部件間應(yīng)滿足等強度、等壽命、彈性連續(xù)等性能匹配要求。當運營條件變化時, 道岔各部件應(yīng)根據(jù)運營需求進行結(jié)構(gòu)創(chuàng)新或結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計。目前, 我國已形成時速350 km高速鐵路成套道岔結(jié)構(gòu), 隨著時速400 km以上高速鐵路的建設(shè), 針對高速道岔開展適應(yīng)性研究十分必要。

        1 18號道岔對時速400 km高速列車的適應(yīng)性研究

        1.1 車輛-道岔耦合模型建立

        以某高速列車車輛及18號高速道岔為原型, 建立車輛-道岔耦合模型(見圖1), 模型包含車輛模型、道岔模型、輪軌接觸模型3個部分。

        如圖1(a)所示, 車輛模型由1個車體、2個轉(zhuǎn)向架、4個輪對組成, 各包含6個自由度, 共計42個自由度。車輛模型主要參數(shù)參照文獻[7], 模型的一系懸掛、二系懸掛均采用彈簧阻尼元件模擬。

        道岔為多根鋼軌件組合而成的系統(tǒng)結(jié)構(gòu), 高速列車直向過岔, 車輪分別與直基本軌、曲基本軌、直尖軌接觸, 在曲基本軌與直尖軌拼接位置發(fā)生輪載過渡。將曲基本軌、直尖軌組合的鋼軌廓形作為一側(cè)鋼軌與車輪接觸, 直基本軌與另一側(cè)車輪接觸。組合廓形一側(cè), 選取關(guān)鍵特征斷面沿縱向插值獲取任意位置的道岔組合截面廓形, 按里程等間隔布置, 基于Bezier曲線擬合生成連續(xù)的道岔變截面廓形。如圖1(b)所示, 軌下基礎(chǔ)模型的彈性用彈簧阻尼元件模擬。

        通過輪軌接觸模型, 將車輛模型與道岔模型連接, 輪軌接觸的法向力與切向力分別使用Hertz非線性彈性接觸和修正的FastSim進行計算[8-10]。

        1.2 風險性評估

        運用車輛-道岔耦合模型, 對運營時速400 km(檢算時速440 km)高速列車直逆向通過18號道岔的動力學(xué)指標進行計算, 并與運營時速350 km(檢算時速385 km)高速列車直向過岔的動力學(xué)指標進行對比(見圖2), 分析采用18號道岔的風險性。

        如圖2(a)所示, 運營時速400 km(檢算時速440 km)高速列車直逆向過岔時, 其脫軌系數(shù)幅值相對于運營時速350 km(檢算時速385 km)高速列車增長不大。

        圖2 高速列車通過18號道岔動力學(xué)指標時程曲線

        如圖2(b)所示, 輪重減載率最大值在轍叉區(qū), 輪重減載率由0.543增至0.740, 速度增加對輪重減載率影響較大, 運營時速400 km(檢算時速440 km)高速列車在轍叉區(qū)的輪重減載率接近限值0.8, 影響行車安全。

        如圖2(c)所示, 運營時速400 km(檢算時速440 km)高速列車車體橫向振動加速度最大值為0.39 m/s2, 運營時速350 km(檢算時速385 km)高速列車車體橫向振動加速度最大值為0.16 m/s2。

        如圖2(d)所示, 運營時速400 km(檢算時速440 km)高速列車車體垂向振動加速度最大值為0.08 m/s2, 運營時速350 km(檢算時速385 km)高速列車車體垂向振動加速度最大值為0.04 m/s2。

        以上計算結(jié)果均未超過動力學(xué)指標安全限值, 但該車輛-道岔耦合模型未考慮環(huán)境等隨機因素作用。在實際環(huán)境中, 如風荷載、軌道隨機不平順等因素不可避免??紤]各種隨機因素與道岔結(jié)構(gòu)不平順疊加, 得到直基本軌與直尖軌的軌道譜(見圖3)。如圖所示, 將隨機因素與道岔結(jié)構(gòu)不平順疊加后, 道岔區(qū)軌道譜相對于區(qū)間線路明顯惡化。隨著過岔速度的提升, 高速列車直逆向過岔時的車體橫向加速度超限幾率大幅增加, 即直向過岔“晃車”。一旦出現(xiàn)“晃車”現(xiàn)象, 查找原因、制定維修對策、現(xiàn)場整治等耗時較長, 影響聯(lián)調(diào)聯(lián)試;線路開通后, 道岔平順性難以長期保持, 可能經(jīng)常性出現(xiàn)“晃車”現(xiàn)象, 嚴重影響行車安全性、平穩(wěn)性。

        圖3 道岔區(qū)軌道譜

        2 輪軌關(guān)系優(yōu)化

        2.1 心軌降低值優(yōu)化

        在無縫線路中, 為了確保心軌在溫度力作用下伸縮, 心軌尖端在轍叉咽喉后40 mm?,F(xiàn)有18號道岔心軌尖端位置軌頭寬度為9.2 mm, 心軌降低值為16 mm。為了改善輪軌動力沖擊作用, 對心軌降低值進行優(yōu)化, 將長心軌頂寬20.0 mm斷面作為承載起始斷面, 該斷面心軌降低值為4 mm;頂寬50.0 mm時, 心軌完全承載, 心軌降低值為0 mm(見表1)。

        表1 轍叉心軌降低值設(shè)計

        心軌降低值優(yōu)化前后輪軌相互作用力時程曲線見圖4。在優(yōu)化輪軌關(guān)系與原始輪軌關(guān)系下, 輪軌橫向力最大值分別為9.6 kN和10.7 kN, 輪軌關(guān)系優(yōu)化后, 輪軌橫向力小幅減?。辉趦?yōu)化輪軌關(guān)系與原始輪軌關(guān)系下, 尖軌側(cè)輪軌垂向力最大值分別為173.0 kN和183.3 kN, 輪軌關(guān)系優(yōu)化后, 輪軌垂向力最大值減小。

        圖4 心軌降低值優(yōu)化前后輪軌相互作用力時程曲線

        2.2 翼軌抬高

        可動心軌轍叉在輪載過渡時, 由于垂向結(jié)構(gòu)不平順較大, 在轍叉區(qū)造成劇烈的輪軌沖擊, 當列車以時速440 km直逆向過岔時, 輪重減載率接近限值。通過垂向抬高翼軌, 減小轍叉區(qū)垂向結(jié)構(gòu)不平順, 延后輪載過渡位置至心軌粗壯斷面, 減緩轍叉輪軌動態(tài)相互作用。為了降低轍叉縱向不平順, 將心軌20 mm斷面作為承載起始斷面, 翼軌抬高范圍為心軌實際尖端至心軌50 mm斷面;在心軌30 mm斷面處, 翼軌抬高值達到最大, 為2.2 mm;在心軌20 mm斷面處, 翼軌抬高值為0.7 mm。翼軌抬高前后系統(tǒng)動力響應(yīng)對比見圖5。如圖所示, 通過翼軌抬高, 列車直逆向過岔的輪軌垂向力最大值減小14.60 kN。翼軌抬高使輪載過渡位置延后, 有利于減緩心軌薄弱斷面?zhèn)麚p, 延長道岔心軌使用壽命。

        圖5 翼軌抬高前后系統(tǒng)動力響應(yīng)對比

        2.3 低等效錐度基本軌結(jié)構(gòu)優(yōu)化

        列車直逆向過岔時, 在轉(zhuǎn)轍器區(qū)輪載過渡前, 由于曲基本軌向外彎折, 導(dǎo)致尖軌側(cè)輪軌接觸點外移, 使輪對滾動圓半徑差增大, 加劇列車橫向動力響應(yīng)。為使列車平穩(wěn)過岔, 提出通過切削直基本軌軌距角的方式控制滾動圓半徑差, 從而對基本軌結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化。通過優(yōu)化直基本軌軌頂廓形, 使在轉(zhuǎn)轍器區(qū)輪載過渡前兩側(cè)輪軌接觸點同步外移, 減小了兩側(cè)滾動圓半徑差和等效錐度。轉(zhuǎn)轍器直基本軌優(yōu)化方案示意見圖6。

        圖6 轉(zhuǎn)轍器直基本軌優(yōu)化方案示意圖

        如圖所示, 截面A-A位于尖軌尖端, 截面B-B位于直尖軌變截面范圍末端, 即頂寬71 mm直尖軌所在位置。即使在輪對無橫移量情況下, 變截面鋼軌和曲基本軌彎折也會使輪對在截面A-A、截面B-B范圍內(nèi)產(chǎn)生滾動圓半徑差。因此, 擬定截面A-A與截面B-B之間的尖軌變截面范圍為直基本軌優(yōu)化范圍。當高速列車直逆向過岔且尖軌側(cè)輪載開始從曲基本軌過渡至直尖軌時, 輪對滾動圓半徑差和等效錐度較大。將輪載過渡起始位置相應(yīng)的直基本軌截面C-C作為控制斷面, 通過對截面A-A、C-C、B-B相應(yīng)的直基本軌廓形離散點之間進行線性插值, 以模擬直基本軌廓形變化。采用結(jié)合Quasi-Newton和BFGS方法的二次序列優(yōu)化法(SQP), 對直基本軌C-C斷面進行優(yōu)化[5]。

        基本軌優(yōu)化前后系統(tǒng)動力響應(yīng)對比見圖7。如圖所示, 該優(yōu)化設(shè)計顯著降低了輪載過渡時的輪軌橫移量、車體橫向振動加速度, 其最大值分別降低56.2%、50.0%, 行車平穩(wěn)性顯著提高。

        圖7 基本軌優(yōu)化前后系統(tǒng)動力響應(yīng)對比

        該方案對減小直向過岔橫向力有一定幫助, 但增大了直基本軌一側(cè)垂向力;側(cè)向過岔時, 引起橫向力增大, 給列車側(cè)向過岔的安全性、平穩(wěn)性造成一定隱患;工廠試制結(jié)果表明, 曲面輪廓的機加工難度非常大, 在運用實踐中, 輪廓能否保持、打磨過程中能否恢復(fù), 均需要進一步研究。

        3 無縫化設(shè)計

        3.1 轉(zhuǎn)轍器跟端限位器優(yōu)化

        在莫喀高鐵道岔結(jié)構(gòu)設(shè)計中, 在尖軌跟端布置了2組跟端限位器。通過無縫道岔計算模型[11], 分析縱向力傳遞機理以及由橫向力引起的脹軌規(guī)律。在傳統(tǒng)設(shè)計中, 轉(zhuǎn)轍器跟端不同位置限位器子母塊間隙均相等。若2組限位器子母塊間隙相等, 通過計算可知, 靠近尖軌尖端的限位器所受集中縱向力, 遠大于靠近尖軌根端的限位器[5]。不同位置的限位器由于受力不均, 易破壞道岔的幾何形位狀態(tài), 在縱向力集中處可能導(dǎo)致鋼軌碎彎。因此, 提出將2組限位器子母塊間隙設(shè)置為不同值。根據(jù)計算將其差值調(diào)整為2 mm, 不同限位器子母塊間隙組合下, 無縫道岔鋼軌受力及尖軌尖端伸縮位移見圖8。如圖所示, 通過優(yōu)化調(diào)整2組限位器子母塊間隙, 縱向力差值顯著減小, 最大限度滿足了同步受力的要求。

        圖8 無縫道岔鋼軌受力及尖軌尖端伸縮位移

        3.2 新型鎖閉結(jié)構(gòu)

        傳統(tǒng)的尖軌外鎖閉裝置通過螺栓將尖軌連接鐵與鎖閉鉤相連, 鎖閉鉤可在銷軸內(nèi)沿縱向在一定長度范圍內(nèi)平動;新型鉤型鎖閉機構(gòu)在尖軌連接鐵與鎖閉鉤之間有一個雙層滑塊, 鎖閉鉤可繞雙層滑塊轉(zhuǎn)動, 以適應(yīng)可動軌件伸縮。該新型鎖閉結(jié)構(gòu)可滿足時速400 km高速道岔的鋼軌高溫差伸縮變形需求。2種鎖閉裝置結(jié)構(gòu)對比見圖9。

        圖9 2種鎖閉裝置結(jié)構(gòu)對比

        4 結(jié)論與建議

        對時速400 km高速道岔設(shè)計關(guān)鍵技術(shù)的研究表明, 采用心軌降低值優(yōu)化、翼軌抬高、低等效錐度基本軌結(jié)構(gòu)優(yōu)化等設(shè)計, 可在一定程度上改善輪軌動力沖擊作用, 提升高速道岔的安全性與穩(wěn)定性;通過優(yōu)化尖軌跟端傳力結(jié)構(gòu)、采用新型鉤型鎖閉機構(gòu), 可進一步保障高速道岔無縫化, 滿足跨區(qū)間無縫線路要求。研究已實現(xiàn)輪軌關(guān)系設(shè)計、跨區(qū)間無縫線路高平順性等方面的高速道岔結(jié)構(gòu)優(yōu)化, 并對今后的研究方向提出以下建議:

        (1)綜合現(xiàn)有優(yōu)化設(shè)計方案, 以高速行車低動力、高平穩(wěn)性、高安全性等為目標, 利用多目標優(yōu)化方法對輪軌關(guān)系進行優(yōu)化。

        (2)現(xiàn)有評估方法是基于車輛-道岔耦合動力學(xué)的方法, 所計算工況為理想狀況下的單一工況, 后續(xù)在設(shè)計優(yōu)化方案時, 宜將隨機動力學(xué)、概率密度演化等方法引進, 以此評估動力學(xué)響應(yīng)。

        猜你喜歡
        心軌限位器時速
        橋、門式起重機起升高度限位器的配置
        時速90KM的追尾碰撞,這輛國產(chǎn)MPV帶來“100KM/H”的驚喜
        世界汽車(2022年11期)2023-01-17 09:31:30
        汽車車門過開性能及典型過開失效研究
        汽車零部件(2021年2期)2021-03-05 01:38:56
        基于公差的車門限位器包絡(luò)面的參數(shù)化計算
        時速600km高速磁浮運行控制系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究
        SC350復(fù)式交分道岔心軌表示的優(yōu)化改進
        SC350復(fù)式交分道岔心軌外鎖閉的改進優(yōu)化
        江蘇新增兩條120km時速高速
        石油瀝青(2019年1期)2019-03-05 08:25:42
        時速600千米磁懸浮列車真的來啦!
        某型汽車車門限位器結(jié)構(gòu)及布置設(shè)計
        成人一区二区人妻少妇| 亚洲日韩精品久久久久久| 国产免费的视频一区二区| 熟女人妻一区二区三区| 少妇伦子伦情品无吗| 免费人成无码大片在线观看| 亚洲精品成人av一区二区| 白白色发布视频在线播放| 久久精品国产久精国产爱| 成人妇女免费播放久久久| 亚洲阿v天堂2018在线观看| 中文字幕亚洲乱码熟女1区2区| 美女露出粉嫩小奶头在视频18禁| 男女性高爱潮免费网站 | 久久少妇高潮免费观看| 国产精品成熟老女人| 天天干夜夜操| 综合图区亚洲另类偷窥 | 国产人妖乱国产精品人妖| 亚洲av成人无码网站…| 999久久66久6只有精品| 国产丝袜美腿一区二区三区| 人人妻人人澡人人爽欧美一区双| 亚洲中文字幕无码永久在线| 国产亚洲无码1024| 久久精品亚洲成在人线av乱码| 亚洲精品无码永久在线观看你懂的| 国产亚洲亚洲精品777| 一区二区三区精品偷拍| 亚洲av无码国产精品色午夜软件| 国产成人综合色在线观看网站| 99综合精品久久| 亚洲av熟女传媒国产一区二区| 国产精品亚洲lv粉色| 国产第一草草影院| 大红酸枝极品老料颜色| 丰满少妇被猛烈进入高清播放| 猫咪免费人成网站在线观看| 欧美综合自拍亚洲综合百度| 免费看黄色亚洲一区久久| 中文字幕一区二区三区日韩精品|