动车所小半径曲线脱轨安全性研究Study on The Wheel Climb Derailment on Steep Curves
侯茂锐;秦娟兰;
摘要(Abstract)：
车辆以较低的速度通过小半径曲线时常会发生脱轨事故,为了研究动车组在动车所内小半径曲线脱轨的特性,应用多体动力学软件建立了8辆编组的CRH5型动车组仿真模型,考虑了悬挂参数和车钩缓冲装置的非线性特性。在某动车所半径250m的曲线进行了仿真模型的验证试验,应用MiniProf钢轨廓形仪和轨道几何状态测试手推车分别测试了钢轨磨耗和线路的轨道几何状态,将其作为仿真模型的输入参数;在钢轨轨腰粘贴应变片,利用应变片测试原理进行地面轮轨垂直力和水平力测试,应用现场测试数据对仿真模型进行验证,发现计算结果与试验结果吻合较好。应用该仿真模型分析了曲线连续正矢差、轨道几何状态及轮轨型面对车辆脱轨的影响,结果表明:(1)曲线连续正矢差对脱轨系数和横向力影响较大,对轮重减载率影响较小;(2)新车轮与磨耗钢轨接触时的脱轨系数增大约40%;(3)较大的轨道高低不平顺容易引发车辆爬轨脱轨,应严格控制小半径曲线外股的高低偏差;(4)对于CRH5型动车组,由于5车质量较轻,5车的车轮抬升量较其他车增大约35%,使得通过曲线的脱轨安全裕度减小。
关键词(KeyWords)： 铁路;小半径曲线;脱轨安全性;曲线正矢;车轮抬升量
基金项目(Foundation): 中国铁路总公司科技研究开发计划（2017J003-B,Z2015-G002）
作者(Authors): 侯茂锐;秦娟兰;
参考文献(References)：
- [1]侯茂锐，王卫东，常崇义，等．动车所小半径曲线钢轨磨耗及减磨措施研究[J]．铁道学报，2018,40(3):31-36.
- [2]李富达，黄建苒，樊健民，等．小半径曲线上棚车脱轨安全性研究[J]．中国铁道科学，1986,11(2):35-50.
- [3]刘志宏．川黔线小半径曲线上货车两次脱轨原因的探讨[J]．铁道车辆，1995,33(3):42-44.
- [4] Elkins J,Wu H.Angle of Attack and Distance Based Criteria for Flange Climb Derailment[J].Vehicle System Dynamics,2000,33(2):293-305.
- [5] Nagase K,Wakabayashi Y,Sakahara H.A Study of the Phenomenon of Wheel Climb Derailment:Results of Basic Experiments Using Model Bogies[J].Proc.Instn Mech.Engrs,Part F,Journal of Rail and Rapid Transit,2002,216:237-247.
- [6] FRANCESCO BRAGHIN,STEFANO BRUNI,GIORGIO DIANA.Experimental and Numerical Investigation on the Derailment of a Railway Wheelset with Solid Axle[J].Vehicle System Dynamics,2006,44(4):305-325.
- [7] EI OUALI M,CLOUPET S,CHOLLET H,et al.Experimental Tests and Numerical Simulations of Railway Vehicles at Low Speed in Derailment Conditions[J].Vehicle System Dynamics,2008,46(Supplement):1013-1021.
- [8]张卫华，薛弼一，吴学杰，等．单轮对脱轨试验及其理论分析[J]．铁道学报，1998,20(1):39-44.
- [9]俞展猷，李富达，李谷．车轮脱轨及其评价[J]．铁道学报，1999,21(3):33-38.
- [10]翟婉明，陈果．根据车轮抬升量评判车辆脱轨的方法与准则[J]．铁道学报，2001,23(2):17-26.
- [11]王卫东，曾宇清，于卫东，等．轮轨润滑对脱轨安全性及车桥耦合振动的影响[J]．中国铁道科学，2001,22(1):40-46.
- [12]肖新标，金学松，温泽峰．钢轨扣件失效对列车动态脱轨的影响[J]．交通运输工程学报，2006,6(1):10-51.
- [13]曾京，关庆华．铁道车辆运行安全评判的轮对爬轨脱轨准则[J]．交通运输工程学报，2007,7(6):23-26.
- [14]陆冠东，徐荣华．线路扭曲与脱轨安全性分析方法介绍[J]．铁道车辆，2008,46(7):1-4.
- [15]郭力荣，王开云，王惠琼，等．动车低速脱轨的动态响应[J]．交通运输工程学报，2015,15(4):52-68.
- [16]侯茂锐．客运专线变坡点对普速客车运行安全性的影响[J]．铁道建筑，2018,58(2):108-111.
- [17]中国铁路总公司．铁总科技[2014]172号铁路技术管理规程[S]．北京：中国铁道出版社，2014.
- [18]冯仲伟，侯茂锐，王林栋，等．动车组通过小半径曲线线路的安全性试验研究[J]．铁道建筑，2016,12:77-81.