简介:关于车组列车方面的论文题目、论文提纲、车组列车论文开题报告、文献综述、参考文献的相关大学硕士和本科毕业论文。
(北京铁路局北京动车客车段 北京 100039)
摘 要:为了研究论文范文CRH2型动车组列车在外力作用下沿轨道的运行情况,需要对该型动车组列车进行牵引计算.以力学和科学计算为基础和依据,给出CRH2型动车组列车的牵引力以及加速度的计算方法,与此同时,介绍利用多质点模型对该型动车组列车进行牵引力学计算分析的算法.
关键词:CRH2型动车组 牵引计算 加速度 多质点模型
中图分类号:U266 文献标识码:Ａ 文章编号:1674-098X(2012)02(a)-0076-02
1.CRH2型动车组简介
CRH2型动车组是中华人民共和国铁道部为国营铁路进行中国铁路第六次大提速及建造中的高速客运专线铁路,向日本川崎重工及中国南车集团四方机车车辆股份有限公司*的高速列车车款之一,CRH2型动车组为动力分散、交流传动电动车组.动车组具有“先进、成熟、经济、适用、可靠”的技术特点,图1.
先进:动车组采用铝合金型材车体,采用了先进的IGBT功率元件及VVVF控制牵引方式.
成熟:动车组的原型车为日本新干线动车组,其主要系统和部件均有长时间的运营业绩.
经济:动车组采用流线型头形,各车辆的最大轴重仅14t,牵引和制动能耗低.另外,列车采用再生制动方式,在节能、环保以及减少机械损耗等方面具有独特的论文范文性.
适用:动车组具有速度提升能力,通过调整动车、拖车比例,能够灵活适应200km/h～300km/h各速度等级运行.另外,动车组还可通过两列自动联挂满足大运量需求.
可靠:动车组采用了先进的防滑、防空转控制系统和自动列车保护系统,为列车在各种运行环境下的准时性提供了可靠的保障
2.CRH2型动车组运行中的受力
动车组列车牵引计算的主要环节就是通过研究动车组列车运行中加、减速力与列车加、减速度的关系找出列车运行速度、运行距离、运行时间三者之间的相互关系,进而推导出列车的运动方程.动车组列车在运行中的受力有:
(1)黏着牵引力F
黏着牵引力是指受轮轨间黏着能力限制的轮周牵引力.当轮周上切线的力大于粘着力时就会发生车轮的空转或者滑行,在不发生空转的前提下能实现的最大轮周牵引力就是黏着牵引力.黏着牵引力是动车组在牵引力下行车的一个重要参数[1].
(2)行车阻力W
影响行车阻力的因素有很多,空气与零部件和车表面之间的摩擦,车轮与钢轨之间的摩擦和冲击,动车和拖车的结构、技术状态、线路状况、气候条件、列车运行速度等都是影响行车阻力的因素[2].因为影响因素颇多,且复杂多变,实际中用理论公式很难利用这些因素进行精确计算,为了能推算出列车运行的基本阻力,通过采用大量的试验得出经验公式,并利用这些经验公式来推算.
动车组运行过程的单位基本阻力公式一般为运行速度的二次三项式:
W等于a+bv+cv2 (1)
(3)制动力B
是指由制动装置引起的与列车运行方向相反的外力.为动车组提供牵引力的是各个动车,图2即为CRH2型动车组的牵引性能曲线[3],其数学表达式为:
F等于175-0.36v(0≤v≤125km/h) (2)
F等于16250/v(v>,125km/h) (3)
一般情况下,列车所需牵引力的计算公式为:
F等于G(1+γ)α+GW (4)
式中:γ为列车惯性系数,α为加速度(m/s2),G为编组整体重量(t),W为运行阻力(N/t),是速度的函数.
α等于(F-GW)/G(1+γ) (5)
动车组在加速的时候需要克服旋转部分的惯性力矩,譬如:车轮、车轴、制动闸片、驱动用电动机、齿轮装置等地惯性力矩.所以,动车组的质量需要将转动惯量考虑进去.惯性系数γ受动车组中动车与拖车的比例影响[4],在计算过程中应参照动车组的技术规格所规定的值,列车的等价重量按照G(1+γ)来计算.
3.牵引计算的多质点模型
将每辆车的车体简化为一个质点,这样一列动车组就构成了一个质点链,如图3所示.
如图4,对列车多质点模型进行受力分析.
以第n辆车作为分析对象:Fn为轮周牵引力,Fnp为前车钩受力,Fnh为后车钩受力,Won、Wjn、Bn分别为列车的基本阻力、附加阻力、制动力.因为列车在行车过程中的工况和车型不同,这些力的组合也会随之变化,不一定是同时寻在.譬如:在牵引工况下只有牵引力Fn,不存在制动力Bn,而拖车则不存在牵引力Fn[5].根据受力分析可得:
其中:第n辆列车的加速度为αn,所受合力为Cn,回转质量系数为γn,质量为Mn.
其中:整个列车的加速度为α,列车所受合力为C,列车的回转质量系数为γ,列车质量为M,列车牵引力为F,列车阻力为Wo,列车附加阻力为Wj,列车制动力为B.
设列车为刚性的,因此列车整体的平移加速度和列车任何部分的平移加速度相等,为:
αn等于αn-1等于αn-2等于等等于α1等于α (8)
因此,Cn等于(1+γn)Mnα等于Fn+Fnq-Fnh-Won-Wjn-Bn (9)
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列车的加速度为α已知,容易得到第一辆车的质量和回转系数M1、γ1,可以分别计算出牵引力F1、阻力Wo1、Wj1、制动力B1,第一辆车的后车钩力F1h可以根据式(9)求得,由牛顿第三定律可知第二辆车的1前车钩力F2q等于F1h,参照F1h的求法,以此类推可以求得第二辆车、第三辆车等其他车辆前后车的车钩力.
(10)
根据多质点模型的推导公式,每辆车的车钩力都可以求出来,不仅可以通过该多质点模型验算列车车钩的强度,而且单个车辆运行的状态也由多质点模型详细的分析出来.
4.结语
通过建立多质点模型,对CRH2型动车组的牵引力和加速度计算方法进行了分析.为动车组的结构特性和动力学特性的研究提供了支撑.通过多质点模型计算出的牵引力和加速度值与经过大量的实验得到的牵引力和加速度的值基本吻合,并且在规定的误差范围之内.为了能够反映出列车编组情况对列车长度的影响,该质点模型建立的时候同样考虑了列车的长度,并能反映列车通过坡度点和变曲率点是的受力变化情况,使得该模型更接近于实际.
参考文献
[1]张曙光.CRH2型动车组[M].北京:中国铁道出版社,2008.
[2]严隽耄.车辆工程[M].第2版.北京:中国铁道出版社,2005.
[3]陈慧民.高速动车组牵引特性分析[J].城市轨道交通研究,2008(7):21-4.
[4]汪伟.CRH2型动车组牵引系统运行安全性初探[J].铁道机车车辆,2007,27, (6):44-6.
[5]郑雪洋.动车组牵引性能试验方法探讨[J].铁道机车车辆,2002(3):40-42.
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高速动车组列车引用文献:
[1] 动车组和高速动车专科开题报告范文 动车组和高速动车专科开题报告范文2万字
[2] 动车组和高速动车毕业论文模板范文 动车组和高速动车方面论文怎么撰写5000字
[3] 动车组和高速动车本科毕业论文范文 关于动车组和高速动车方面毕业论文范文2万字
