鐵道車(chē)輛動(dòng)力學(xué)性能PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1鐵道車(chē)輛動(dòng)力學(xué)性能鐵道車(chē)輛動(dòng)力學(xué)性能第1頁(yè)/共61頁(yè)第2頁(yè)/共61頁(yè)第3頁(yè)/共61頁(yè)第4頁(yè)/共61頁(yè) 平穩(wěn)性平穩(wěn)性主要是指客車(chē)上旅客的乘坐舒適度、貨車(chē)上裝運(yùn)貨物的完整性。主要的評(píng)價(jià)參數(shù)是車(chē)體上規(guī)定位置的各方向的振動(dòng)加速度振動(dòng)加速度，將其統(tǒng)計(jì)處理后得到評(píng)價(jià)指標(biāo)值。 各國(guó)都有自己的評(píng)價(jià)體系，例如我國(guó)的GB5599-85；UIC513；ISO2613；日本、英國(guó)等各國(guó)的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。 我國(guó)現(xiàn)在采用改變了的Sperling指標(biāo)，在高速車(chē)和出口車(chē)輛平穩(wěn)性計(jì)算中還采用Wz值(Sperling指標(biāo))、Nmv值(舒適度指標(biāo))。第5頁(yè)/共61頁(yè)（2）振動(dòng)時(shí)動(dòng)能的大小：az 在一定意義上代表力的變化率 ，F(xiàn)的

2、增減變化引起沖動(dòng)的感覺(jué)。 30max2 fzz dcccEfzMzMzM202022212121cdMEfz2220一、一、 Sperling （斯佩林）平穩(wěn)性指數(shù)：（斯佩林）平穩(wěn)性指數(shù)：z Fma0sinzzt第6頁(yè)/共61頁(yè)3052030222zffzfz 1010353010305896. 07 . 22fFfafFfzfFzfW將反映沖動(dòng)沖動(dòng)和反映振動(dòng)動(dòng)能振動(dòng)動(dòng)能兩項(xiàng)的乘積作為衡量標(biāo)準(zhǔn)來(lái)評(píng)定車(chē)輛運(yùn)行品質(zhì) 一、一、 Sperling （斯佩林）平穩(wěn)性指數(shù)：（斯佩林）平穩(wěn)性指數(shù)：20202 fzza加速度幅值，cm/s-2 根據(jù)人體對(duì)振動(dòng)疲勞感受不同，由實(shí)驗(yàn)獲得的頻率修正函數(shù) Ff第7頁(yè)/

3、共61頁(yè) Ff一、一、 Sperling （斯佩林）平穩(wěn)性指數(shù)：（斯佩林）平穩(wěn)性指數(shù)：0.5-5.9 單增f2325. 0f5.9-20 單減2400/ f201垂向振動(dòng)0.5-5.4 單增20.8f5.4-26 單減 2650/ f261橫向振動(dòng)第8頁(yè)/共61頁(yè) 上式只適用于一種頻率一個(gè)振幅的單一振動(dòng)。但實(shí)際車(chē)輛在線路上運(yùn)行時(shí)的振動(dòng)頻率和振幅都是隨時(shí)間變化的。因此在整理車(chē)輛平穩(wěn)性指數(shù)時(shí)，把實(shí)測(cè)的車(chē)輛振動(dòng)加速度記錄，通常按頻率分解，進(jìn)行頻譜分析，求出每段頻率范圍的振幅值，然后對(duì)每頻段計(jì)算各自的平穩(wěn)性指數(shù)，然后再求出全部頻段總的平穩(wěn)性指數(shù) ：1 . 010102101)(ntotWWWW第9頁(yè)/

4、共61頁(yè) 我國(guó)主要采用Sperling的平穩(wěn)性指數(shù)來(lái)評(píng)價(jià)車(chē)輛的平穩(wěn)性等級(jí)。 GB5599-85規(guī)定，客車(chē)用距離1、2位心盤(pán)一側(cè)橫向偏離1m處地板面上、貨車(chē)用在1或2位心盤(pán)內(nèi)側(cè)距心盤(pán)中心線小于1000mm的車(chē)體底架中梁下蓋板上的的橫向及垂向加速度，來(lái)統(tǒng)計(jì)計(jì)算客貨車(chē)垂直、橫向平穩(wěn)性指標(biāo)，最大加速度和平均加速度。新造客車(chē)、貨車(chē)的橫向及垂向平穩(wěn)性指標(biāo)應(yīng)滿足GB5599-85的良好標(biāo)準(zhǔn)。一、一、 Sperling （斯佩林）平穩(wěn)性指數(shù)：（斯佩林）平穩(wěn)性指數(shù)：第10頁(yè)/共61頁(yè)一、一、 Sperling （斯佩林）平穩(wěn)性指數(shù)：（斯佩林）平穩(wěn)性指數(shù)：地板面上布置測(cè)點(diǎn)前進(jìn)方向前轉(zhuǎn)向架中心后轉(zhuǎn)向架中心1mGB5

5、599-85 客車(chē)測(cè)點(diǎn)客車(chē)測(cè)點(diǎn)第11頁(yè)/共61頁(yè)一、一、 Sperling （斯佩林）平穩(wěn)性指數(shù)：（斯佩林）平穩(wěn)性指數(shù)：底架中梁下蓋板上布測(cè)點(diǎn)前進(jìn)方向前轉(zhuǎn)向架中心后轉(zhuǎn)向架中心1mGB5599-85 貨車(chē)測(cè)點(diǎn)貨車(chē)測(cè)點(diǎn)第12頁(yè)/共61頁(yè)一、一、 Sperling （斯佩林）平穩(wěn)性指數(shù)：（斯佩林）平穩(wěn)性指數(shù)：平穩(wěn)性等級(jí)平穩(wěn)性等級(jí) 平穩(wěn)性指標(biāo)分橫向和垂向，平穩(wěn)性等級(jí)是一樣的。 客車(chē) 貨車(chē) W2.5 優(yōu) W3.5 優(yōu) W2.75 良好 W4.0 良好 W3.0 合格 W4.25 合格第13頁(yè)/共61頁(yè)一、一、 Sperling （斯佩林）平穩(wěn)性指數(shù)：（斯佩林）平穩(wěn)性指數(shù)：4060801001201401

6、601802002202402.02.42.5平穩(wěn)性指標(biāo)運(yùn)行速度/(km/h) 橫向平穩(wěn)性指標(biāo) 垂向平穩(wěn)性指標(biāo)車(chē)輛平穩(wěn)性指標(biāo)和車(chē)速的關(guān)系第14頁(yè)/共61頁(yè)二、二、舒適性舒適性(Nmv)指標(biāo)指標(biāo)：舒適性指標(biāo)分簡(jiǎn)化方法和完全方法，一般仿真計(jì)算采用簡(jiǎn)化方法。其測(cè)點(diǎn)如下圖：前進(jìn)方向前轉(zhuǎn)向架中心后轉(zhuǎn)向架中心第15頁(yè)/共61頁(yè)二、二、舒適性舒適性(Nmv)指標(biāo)指標(biāo)： 舒適性指標(biāo)的計(jì)算方法和Sperling指標(biāo)計(jì)算方法不同。首先得到各測(cè)點(diǎn)的縱向縱向、橫向橫向和垂向加速度垂向加速度時(shí)間歷程； 對(duì)時(shí)間歷程按5s分成至少60個(gè)數(shù)據(jù)段； 再對(duì)每數(shù)據(jù)段進(jìn)行傅立葉變

7、換和頻域加權(quán)（或?yàn)V波）；求每段數(shù)據(jù)各方向的最大加速度；對(duì)各方向各段加速度最大值取95%的最大值，再按以下公式計(jì)算：2229595956ddbWWWMVpxpypzNaaaa加速度均方根加速度均方根2.2 平穩(wěn)性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第16頁(yè)/共61頁(yè)二、二、舒適性舒適性(Nmv)指標(biāo)指標(biāo)：舒適性的等級(jí)舒適性的等級(jí) NMV1 最佳舒適性 1NMV2 良好舒適性 2NMV4 中等舒適性 4NMV5 不好舒適性 5NMV 極差舒適性 舒適性和平穩(wěn)性指標(biāo)的差異 1. 測(cè)量點(diǎn)和測(cè)量的加速度不同； 2. 計(jì)算方法不同； 3. 評(píng)價(jià)方法(有無(wú)縱向)和等級(jí)不同；第17頁(yè)/共61頁(yè) GB5599-85規(guī)定：貨車(chē)車(chē)體：貨車(chē)車(chē)體

8、：橫向最大振動(dòng)加速度0.5g；垂向最大振動(dòng)加速度0.7g。 我國(guó)規(guī)定用最大加速度來(lái)確定貨車(chē)的限制速度。在100km的試驗(yàn)區(qū)段內(nèi)，按規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定貨車(chē)通過(guò)直道、彎道、車(chē)站側(cè)線時(shí)的最大振動(dòng)加速度，在貨車(chē)限制速度范圍內(nèi)超限加速度不應(yīng)大于3個(gè)。若超限加速度大于3個(gè)，則應(yīng)重新規(guī)定試驗(yàn)貨車(chē)的限制速度。三、三、 最大加速度：最大加速度： 第18頁(yè)/共61頁(yè) 當(dāng)車(chē)輛進(jìn)行動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)時(shí)，每次記錄的分析段時(shí)間為6s，在每個(gè)分析段中選取一個(gè)最大加速度，在每個(gè)分析段中選取一個(gè)最大加速度 ，平均最大加速度為 ： maamii1maxmaxmaxia第19頁(yè)/共61頁(yè)四、四、 最大平均加速度：最大平均加速度： 當(dāng)用平均最大加

9、速度評(píng)定速度 140km/h的客車(chē)平穩(wěn)性等級(jí)時(shí)，采用下列公式：VmaxapCV 00027.0 當(dāng)用平均最大加速度評(píng)定速度 100km/h的貨車(chē)平穩(wěn)性等級(jí)時(shí)，采用下列公式：VmaxafCV 00135.0 垂向振動(dòng)： 橫向振動(dòng)： fCV 00215.0maxa單位：2cm/s2.2 平穩(wěn)性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第20頁(yè)/共61頁(yè)四、平均最大加速度：四、平均最大加速度： fC運(yùn)行平穩(wěn)性等級(jí)垂向振動(dòng)橫向振動(dòng)垂向振動(dòng)橫向振動(dòng)優(yōu)0.0250.0100.060.08良好0.0300.0180.110.13合格0.0350.0250.160.18pC第21頁(yè)/共61頁(yè)五、客車(chē)在曲線上舒適性及其指標(biāo)：五、客車(chē)在曲線上舒適

10、性及其指標(biāo)： （一）未平衡的離心加速度及其標(biāo)準(zhǔn)：hgRSVhSgdc22.2 平穩(wěn)性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)注意單位注意單位h外軌超高，外軌超高，mm；S兩鋼軌頂面中心距，兩鋼軌頂面中心距，1500mm；V車(chē)輛運(yùn)行速度，車(chē)輛運(yùn)行速度，m/s；g重力加速度，重力加速度，9.81m/s-2;R曲線半徑，曲線半徑，mhd欠超高，欠超高，mm第22頁(yè)/共61頁(yè)五、客車(chē)在曲線上舒適性及其指標(biāo)：五、客車(chē)在曲線上舒適性及其指標(biāo)： （一）未平衡的離心加速度及其標(biāo)準(zhǔn)：（一）未平衡的離心加速度及其標(biāo)準(zhǔn)： 我國(guó)鐵路用限制欠超高的形式來(lái)保證列車(chē)通過(guò)曲線 時(shí)的安全性和旅客舒適。規(guī)定：（1）等級(jí)較高的線路上，客車(chē)欠超高小于70mm；（2

11、）一般線路上，欠超高小于90mm；（3）既有線上提速，某些線路的欠超高小于110mm。2.2 平穩(wěn)性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第23頁(yè)/共61頁(yè)五、客車(chē)在曲線上舒適性及其指標(biāo)：五、客車(chē)在曲線上舒適性及其指標(biāo)： （二）曲線限速及提速措施：（二）曲線限速及提速措施： 曲線限速，km/h； 實(shí)設(shè)超高、欠超高，mm； 曲線半徑，m。2.2 平穩(wěn)性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)22m/s9.813.6km/h1500ddhdhhgRSVhhVgRShhRhVdhh,R第24頁(yè)/共61頁(yè)五、客車(chē)在曲線上舒適性及其指標(biāo)：五、客車(chē)在曲線上舒適性及其指標(biāo)： （二）曲線限速及提速措施：（二）曲線限速及提速措施：2.2 平穩(wěn)性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)km/h11.8dt

12、hhhh RV 擺式列車(chē)擺式列車(chē)第25頁(yè)/共61頁(yè)五、客車(chē)在曲線上舒適性及其指標(biāo)：五、客車(chē)在曲線上舒適性及其指標(biāo)： （三）車(chē)輛通過(guò)緩和曲線時(shí)的舒適度標(biāo)準(zhǔn)： 我國(guó)鐵路鐵路設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定：（1）一般線路：hlVs9max（2）困難地段：hlVs7max2.2 平穩(wěn)性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第26頁(yè)/共61頁(yè)七、動(dòng)荷系數(shù)：七、動(dòng)荷系數(shù)： 2.2 平穩(wěn)性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)gaPPKlstldldvdvvdstPaKPgdvdstfKf前蘇聯(lián)采用第27頁(yè)/共61頁(yè)六、六、ISO疲勞時(shí)間：疲勞時(shí)間： 2.2 平穩(wěn)性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)工效下降時(shí)間、振動(dòng)加速度、頻率之間的關(guān)系；飛機(jī)和汽車(chē)駕駛員：2Hz以下橫向振動(dòng)、48Hz垂向振動(dòng)最敏感垂向振動(dòng)垂

13、向振動(dòng)水平方向振動(dòng)水平方向振動(dòng)第28頁(yè)/共61頁(yè)2.2 安全性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn) 車(chē)輛運(yùn)行安全性只有在輪軌處于正常接觸狀態(tài)時(shí)才能得到保證。由于車(chē)輛在線路上運(yùn)行時(shí)受到各種力的作用，在最不利的組合情況下，可能破壞車(chē)輛正常運(yùn)行的條件，使輪軌分離，從而造成車(chē)輛脫軌或傾覆事故，這就稱(chēng)為車(chē)輛失去運(yùn)行安全性。 本節(jié)就是研究車(chē)輛安全運(yùn)行的條件及其評(píng)定指標(biāo)，分析其影響因素，提出改善的措施，以確保車(chē)輛運(yùn)行安全。第29頁(yè)/共61頁(yè)一、車(chē)輛抗傾覆穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：一、車(chē)輛抗傾覆穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)： 車(chē)輛在運(yùn)行時(shí)受到各種橫向力的作用，如風(fēng)力、離心力、線路超高引起的重力橫向分量以及橫向振動(dòng)慣性力等，從而造成車(chē)輛的一側(cè)車(chē)輪減載，另

14、一側(cè)車(chē)輪增載。如果各種橫向力載最不利組合作用下，車(chē)輛一側(cè)車(chē)輪與鋼軌之間的垂向力減少到零，車(chē)輛有傾覆的危險(xiǎn)。2.2 安全性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第30頁(yè)/共61頁(yè)一、車(chē)輛抗傾覆穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：一、車(chē)輛抗傾覆穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)： 車(chē)輛傾覆的三種情況：1、曲線外傾覆曲線外傾覆：車(chē)輛在曲線上運(yùn)行時(shí)，由于受風(fēng)力、離心力和橫向振動(dòng)慣性力等的作用及其不利的組合時(shí)，使車(chē)輛向曲線外側(cè)傾覆。這種情況一般發(fā)生在高速運(yùn)行時(shí)；2、曲線內(nèi)傾覆曲線內(nèi)傾覆：當(dāng)車(chē)輛緩慢地駛?cè)肭€時(shí)，由于車(chē)體內(nèi)傾，同時(shí)受側(cè)向力（風(fēng)力、振動(dòng)慣性力等）的作用下，使車(chē)輛向曲線內(nèi)側(cè)傾覆；3、直線傾覆直線傾覆：當(dāng)車(chē)輛在直線上運(yùn)行時(shí)，由于受極大的側(cè)向風(fēng)力作用，或者再

15、加上由于線路原因造成車(chē)輛嚴(yán)重的橫向振動(dòng)致使車(chē)輛傾覆。2.2 安全性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第31頁(yè)/共61頁(yè)一、車(chē)輛抗傾覆穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：一、車(chē)輛抗傾覆穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)： 傾覆系數(shù)：1212PPPPPPDstdGB 5599-85規(guī)定“試驗(yàn)鑒定車(chē)輛的傾覆系數(shù)應(yīng)滿足下列要求：8.0D 傾覆系數(shù)應(yīng)在試驗(yàn)車(chē)輛以線路容許的最高速度通過(guò)時(shí)的運(yùn)行狀態(tài)下測(cè)試。試驗(yàn)鑒定車(chē)輛同一側(cè)各車(chē)輪或一臺(tái)轉(zhuǎn)向架同一側(cè)各車(chē)輪其傾覆系數(shù)同時(shí)達(dá)到或超過(guò)0.8時(shí)，方被認(rèn)為有傾覆危險(xiǎn)。 考慮氣動(dòng)力作用，（一）傾覆系數(shù)及評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：2.2 安全性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)21stPPP第32頁(yè)/共61頁(yè)一、車(chē)輛抗傾覆穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：一、車(chē)輛抗傾覆穩(wěn)定性及其評(píng)估

16、標(biāo)準(zhǔn)： PbLHphgahrbhbhRgVbhDyggg22202112 上式中第一項(xiàng)是由于車(chē)輛通過(guò)曲線時(shí)未被平衡的離心力引起的（向曲線外側(cè)方向的離心力和由于外軌超高引起的車(chē)輛重量向內(nèi)側(cè)的水平分力之差）。第二項(xiàng)是由于車(chē)輛橫向振動(dòng)慣性力引起的。第三項(xiàng)是由于側(cè)向風(fēng)力引起的。 上式為車(chē)輛向曲線外側(cè)傾覆的情況，而風(fēng)壓相反時(shí)，則為向曲線內(nèi)側(cè)傾覆地情況，等號(hào)右邊第二、三項(xiàng)符號(hào)由“+”變成“”。這時(shí)，傾覆臨界值 。1D。（一）傾覆系數(shù)及評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：2.2 安全性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第33頁(yè)/共61頁(yè)一、車(chē)輛抗傾覆穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：一、車(chē)輛抗傾覆穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)： （二）防止車(chē)輛傾覆的安全措施 ： 對(duì)于車(chē)輛結(jié)構(gòu)來(lái)說(shuō)，車(chē)

17、輛傾覆主要取決于車(chē)輛彈簧懸掛裝置的橫向剛度和角剛度以及重心高度。在一定外力的作用下，車(chē)體橫向偏移也越大；角剛度越小，車(chē)體傾角越大；重心越高，車(chē)體橫向偏移也越大。因此，增大其橫向剛度、角剛度及降低重心高度，對(duì)于防止車(chē)輛傾覆地效果較為顯著。 為了既能改善車(chē)輛振動(dòng)性能，又能防止車(chē)輛傾覆，通常采用增大彈簧角剛度的辦法。也就是在不增大彈簧垂直剛度的前提下，盡量增大左右側(cè)彈簧的橫向間距來(lái)增大抵抗車(chē)體側(cè)向轉(zhuǎn)動(dòng)的反力矩，從而減小車(chē)體的傾角。此外，可以采用抗側(cè)滾減振器。 2.2 安全性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第34頁(yè)/共61頁(yè)二、輪對(duì)抗脫軌穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：二、輪對(duì)抗脫軌穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)： 車(chē)輪給鋼軌的橫向力Q很大，垂向力

18、P很小，新的接觸點(diǎn)逐漸移向輪緣根部，車(chē)輪逐漸升高。輪緣上接觸點(diǎn)位置到達(dá)輪緣圓弧面上的拐點(diǎn)，即輪緣根部與中部圓弧連接處輪緣傾角最大的一點(diǎn)時(shí)，就達(dá)到爬軌的臨界點(diǎn)。到達(dá)臨界點(diǎn)以前Q減小或P增大，輪對(duì)可能下滑，恢復(fù)到原來(lái)的位置。接觸點(diǎn)超過(guò)臨界點(diǎn)后Q、P的變化不大，由于輪緣傾角變小，由于輪緣傾角變小，車(chē)輪有可能逐漸爬上鋼軌直到輪緣頂部達(dá)到鋼軌頂面而脫軌。 2.2 安全性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第35頁(yè)/共61頁(yè)爬軌：車(chē)輪爬上鋼軌需要一定時(shí)間，這種脫軌方式稱(chēng)為爬軌，一般發(fā)生在低速通過(guò)小半徑曲線時(shí)。 掉軌：當(dāng)輪軌之間的橫向力過(guò)大，使軌距擴(kuò)寬，使車(chē)輪落入軌道內(nèi)側(cè)而脫軌。特別是車(chē)輛在不良線路上高速運(yùn)行和長(zhǎng)大貨物車(chē)通過(guò)曲線時(shí)，會(huì)

19、有這種情況。 跳軌：在高速情況下，由于輪軌之間的沖擊力造成車(chē)輪跳上鋼軌，這種脫軌方式稱(chēng)跳軌。 輪輪對(duì)對(duì)脫脫軌軌方方式式二、輪對(duì)抗脫軌穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：二、輪對(duì)抗脫軌穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：2.2 安全性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第36頁(yè)/共61頁(yè)二、輪對(duì)抗脫軌穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：二、輪對(duì)抗脫軌穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：（一）根據(jù)車(chē)輪作用于鋼軌的橫向力（一）根據(jù)車(chē)輪作用于鋼軌的橫向力Q評(píng)定評(píng)定車(chē)輪車(chē)輪抗脫軌穩(wěn)定性：抗脫軌穩(wěn)定性：NaQaPNaQaPsincoscossinaaPQtan1tan2.2 安全性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第37頁(yè)/共61頁(yè)二、輪對(duì)抗脫軌穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：二、輪對(duì)抗脫軌穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：（一）根據(jù)車(chē)輪作用于鋼

20、軌的橫向力（一）根據(jù)車(chē)輪作用于鋼軌的橫向力Q評(píng)定評(píng)定車(chē)輪車(chē)輪抗脫軌穩(wěn)定性抗脫軌穩(wěn)定性：aaPQtan1tan車(chē)輪脫軌系數(shù)車(chē)輪脫軌系數(shù) 上式是一種最基本的脫軌條件，實(shí)際情形往往復(fù)雜得多。脫軌系數(shù)不僅與 、 有關(guān)，而且與輪軌沖角輪軌沖角、曲線半徑、車(chē)輪直徑、運(yùn)行速度以及輪軌之間的蠕滑力等因素相關(guān)。 爬軌條件： PQa2.2 安全性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第38頁(yè)/共61頁(yè)二、輪對(duì)抗脫軌穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：二、輪對(duì)抗脫軌穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：（一）根據(jù)車(chē)輪作用于鋼軌的橫向力（一）根據(jù)車(chē)輪作用于鋼軌的橫向力Q評(píng)定評(píng)定車(chē)輪車(chē)輪抗脫軌穩(wěn)定性：抗脫軌穩(wěn)定性：2 . 1PQ我國(guó)車(chē)輛標(biāo)準(zhǔn)車(chē)輪輪緣角2169a，實(shí)測(cè)結(jié)果7068a摩

21、擦系數(shù) 一般為0.200.30。 確定脫軌系數(shù)的允許限度時(shí)，可取摩擦系數(shù)的上限0.30.35，取a的下限。 當(dāng)32. 068a2 . 1PQ 根據(jù)GB 5599-85軌道，當(dāng)橫向力作用時(shí)間大于0.05s時(shí)，脫軌系數(shù)：容許值：安全值：0 . 1PQ2.2 安全性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第39頁(yè)/共61頁(yè)二、輪對(duì)抗脫軌穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：二、輪對(duì)抗脫軌穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：（二）根據(jù)構(gòu)架力（二）根據(jù)構(gòu)架力H評(píng)定評(píng)定輪對(duì)輪對(duì)抗脫軌穩(wěn)定性：抗脫軌穩(wěn)定性：222222111111tan1tantan1tanaaPQaaPQ21QQH222212111211tan1tanaaPPPQPQQPH2.2 安全性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第40頁(yè)

22、/共61頁(yè)二、輪對(duì)抗脫軌穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：二、輪對(duì)抗脫軌穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：（二）根據(jù)構(gòu)架力（二）根據(jù)構(gòu)架力H評(píng)定評(píng)定輪對(duì)輪對(duì)抗脫軌穩(wěn)定性：抗脫軌穩(wěn)定性：2tana數(shù)值不大，可取0tan2a，于是可得輪對(duì)脫軌輪對(duì)脫軌條件：111112211tan1tanaaPPHPQ122PPH輪對(duì)脫軌系數(shù)我國(guó)軌道取 為0.24，當(dāng)H的作用時(shí)間不大于0.05s時(shí)，輪對(duì)脫軌系數(shù)，即：2 . 124. 012PPH容許值0 . 124. 012PPH安全值 22.2 安全性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第41頁(yè)/共61頁(yè)二、輪對(duì)抗脫軌穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：二、輪對(duì)抗脫軌穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：（三）車(chē)輪跳軌的評(píng)定指標(biāo)：（三）車(chē)輪跳軌的評(píng)定

23、指標(biāo)： 側(cè)向力只在很短的時(shí)間內(nèi)起作用，并認(rèn)為側(cè)向力作用時(shí)間大于0.05秒時(shí)為爬軌，小于0.05秒時(shí)為跳軌。據(jù)此，有些國(guó)家的脫軌系數(shù)安全指標(biāo)為： 對(duì)于側(cè)向力作用時(shí)間大于0.05秒時(shí)，采用前述的車(chē)輪脫軌系數(shù)標(biāo)準(zhǔn)。 對(duì)于側(cè)向力作用時(shí)間小于0.05秒時(shí)為：tPQ04.0我國(guó)對(duì)輪軌瞬時(shí)沖擊而造成車(chē)輪跳軌的脫軌系數(shù)無(wú)明確規(guī)定。 2.2 安全性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第42頁(yè)/共61頁(yè)（四）根據(jù)輪重減載率評(píng)定車(chē)輪抗脫軌穩(wěn)定性（四）根據(jù)輪重減載率評(píng)定車(chē)輪抗脫軌穩(wěn)定性 ：二、輪對(duì)抗脫軌穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：二、輪對(duì)抗脫軌穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：2.2 安全性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第43頁(yè)/共61頁(yè)（四）根據(jù)輪重減載率評(píng)定車(chē)輪抗脫軌穩(wěn)定性（四）根據(jù)

24、輪重減載率評(píng)定車(chē)輪抗脫軌穩(wěn)定性 ：111112211tan1tanaaPPHPQ222212111tan1tanaaPPPQPH1111222212tan1tantan1tanaaaaPP0H二、輪對(duì)抗脫軌穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：二、輪對(duì)抗脫軌穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：2.2 安全性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第44頁(yè)/共61頁(yè)（四）根據(jù)輪重減載率評(píng)定車(chē)輪抗脫軌穩(wěn)定性（四）根據(jù)輪重減載率評(píng)定車(chē)輪抗脫軌穩(wěn)定性 ：2121PPP1221PPP2222111111112222tan1tantan1tantan1tantan1tanaaaaaaaaPPPP輪重減載率 脫軌必要條件： 二、輪對(duì)抗脫軌穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：二、輪對(duì)抗脫軌

25、穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：2.2 安全性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第45頁(yè)/共61頁(yè)（四）根據(jù)輪重減載率評(píng)定車(chē)輪抗脫軌穩(wěn)定性（四）根據(jù)輪重減載率評(píng)定車(chē)輪抗脫軌穩(wěn)定性 ：65.0PP我國(guó)TB 449-76錐形踏面的70681a，201arctan2a，25. 02 . 01，則PP0.65時(shí)，車(chē)輪有爬軌的危險(xiǎn)。我國(guó)規(guī)定輪重減載率為：容許標(biāo)準(zhǔn) 安全標(biāo)準(zhǔn) 60.0PP二、輪對(duì)抗脫軌穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：二、輪對(duì)抗脫軌穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：2.2 安全性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第46頁(yè)/共61頁(yè)（五）輪軌間最大橫向力（五）輪軌間最大橫向力Q的標(biāo)準(zhǔn)：的標(biāo)準(zhǔn)：， GB 5599-85軌道“推薦應(yīng)用橫向力運(yùn)行限度鑒定試驗(yàn)車(chē)輛在運(yùn)行過(guò)程中是否會(huì)導(dǎo)致軌距

26、擴(kuò)寬（道釘拔起）或線路產(chǎn)生嚴(yán)重變形（鋼軌和軌枕在道床上出現(xiàn)橫向滑移或擠翻鋼軌），按車(chē)輛通過(guò)時(shí)對(duì)線路的影響，橫向力的允許限度采用以下標(biāo)準(zhǔn)： 道釘拔起，道釘應(yīng)力為彈性極限時(shí)的限度： stPQ3 . 019道釘應(yīng)力為屈服極限時(shí)的限度： stPQ3 . 029橫向力Q單位為KN二、輪對(duì)抗脫軌穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：二、輪對(duì)抗脫軌穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：2.2 安全性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第47頁(yè)/共61頁(yè)（五）輪軌間最大橫向力（五）輪軌間最大橫向力Q的標(biāo)準(zhǔn)：的標(biāo)準(zhǔn)：，線路嚴(yán)重變形的限度： 對(duì)于混凝土軌枕： 21085. 021ststPPH對(duì)于木軌枕： 21585. 021ststPPH二、輪對(duì)抗脫軌穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：二

27、、輪對(duì)抗脫軌穩(wěn)定性及其評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)：2.2 安全性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第48頁(yè)/共61頁(yè)三、柔度系數(shù)及其標(biāo)準(zhǔn)：三、柔度系數(shù)及其標(biāo)準(zhǔn)：歐洲鐵路聯(lián)盟（UIC）標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定： 確定動(dòng)態(tài)限界、防止車(chē)輛與沿線固定設(shè)備和移動(dòng)設(shè)備相碰撞而影響行車(chē)安全?？蛙?chē)的柔度系數(shù) ：4 . 0S貨車(chē)的柔度系數(shù) ：2 . 0S（以裝載狀態(tài)為準(zhǔn)） 2.2 安全性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第49頁(yè)/共61頁(yè)評(píng)價(jià)指標(biāo)表達(dá)式容許值安全值脫軌系數(shù)車(chē)輪脫軌系數(shù)1.21.0輪對(duì)脫軌系數(shù)1.21.0車(chē)輪跳軌0.04/t輪軸減載率0.650.6輪軌最大橫向力道釘軌枕木混凝土 傾覆系數(shù)0.8PQ/122/ PPHPP/QHstdPPD/PQ/stP3 . 019stP3 . 02

28、9H2/1085.021ststPP2/1585.021ststPP我國(guó)采用的安全性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)2.2 安全性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第50頁(yè)/共61頁(yè)四、四、 車(chē)輛曲線通過(guò)性能（安全性能）車(chē)輛曲線通過(guò)性能（安全性能） UIC518規(guī)定的評(píng)價(jià)指標(biāo)主要包括： 輪軸橫向力 脫軌系數(shù) 輪軌垂向力 車(chē)輛曲線通過(guò)動(dòng)力學(xué)主要校核車(chē)輛的運(yùn)行安全性和車(chē)輛對(duì)軌道的作用力。GB中規(guī)定的主要有： 輪軌橫向力 輪軸橫向力（一條輪對(duì)左右輪軌橫向力之和） 脫軌系數(shù) 輪重減載率 傾覆系數(shù)2.2 安全性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第51頁(yè)/共61頁(yè) 兩者的評(píng)價(jià)方法存在差異。比較而言，UIC標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定得更加具體，可操作性更強(qiáng)。四、四、 車(chē)輛曲線通過(guò)性能（安全性能）車(chē)輛

29、曲線通過(guò)性能（安全性能）2.2 安全性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第52頁(yè)/共61頁(yè)五、討論：五、討論： 脫軌系數(shù)和輪重減載率都是根據(jù)輪對(duì)爬上鋼軌的必要條件（非充分條件）出發(fā)而導(dǎo)出的結(jié)果。從爬軌的過(guò)程來(lái)看，輪對(duì)爬上鋼軌輪緣必需貼靠鋼軌，輪對(duì)與軌道應(yīng)有一定正沖角并且爬軌過(guò)程需要一定時(shí)間。往往在實(shí)測(cè)中發(fā)現(xiàn)，脫軌系數(shù)和輪重減載率都已超過(guò)規(guī)定限度而并未出現(xiàn)脫軌，這是因?yàn)槠渌麠l件不具備的緣故。尤其是輪重減載率并不能直接反映輪緣與鋼軌貼靠情況。 2.2 安全性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第53頁(yè)/共61頁(yè)五、討論：五、討論： 脫軌系數(shù)和輪重減載率都是衡量車(chē)輛是否會(huì)脫軌的指標(biāo)。不同的是，在分析脫軌系數(shù)時(shí)，輪對(duì)側(cè)向力 ；而分析輪重減載率時(shí)，輪對(duì)側(cè)向

30、力 。由此可得出下列關(guān)系：脫軌系數(shù)與輪重減載率是在兩種不同情況下評(píng)價(jià)車(chē)輪脫軌的指標(biāo)；輪重減載率是脫軌系數(shù)的一種特殊工況，即是輪對(duì)側(cè)向力為零時(shí)的脫軌系數(shù)的另一種表達(dá)形式。 0H0H 究竟采用哪個(gè)指標(biāo)來(lái)衡量防止脫軌安全性為好，還是兩個(gè)指標(biāo)同時(shí)來(lái)衡量？ 過(guò)去曾將它們作為兩個(gè)獨(dú)立的指標(biāo)來(lái)使用，尤其是在進(jìn)行車(chē)輛動(dòng)力學(xué)試驗(yàn)時(shí)，作為兩個(gè)獨(dú)立的測(cè)試項(xiàng)目進(jìn)行。這樣就會(huì)引出互相矛盾的結(jié)論。 2.2 安全性評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)第54頁(yè)/共61頁(yè)五、討論：五、討論：0H 在客貨車(chē)動(dòng)力試驗(yàn)中，曾經(jīng)遇到這樣的情況：同樣一個(gè)11PQ值，小于1.0，結(jié)論是安全的；但整理其PP數(shù)據(jù)，整理其值，則超過(guò)了0.6，結(jié)論是不安全的。 產(chǎn)生這種矛盾的原因就在于輪重減載率的前提是 這只有在低速運(yùn)行時(shí)才有可能。 應(yīng)理解為靜的輪60.0PP重減載率，它不能作為運(yùn)行中動(dòng)的輪重減載率。在一般情況下，應(yīng)以脫軌系數(shù) 作為衡量防止脫軌安全的指標(biāo)。11PQ 貨車(chē)的速度在1020公里/小時(shí)范圍內(nèi)，曲線半徑小于300米時(shí)，容易發(fā)生因輪重減載率而