基于多體動力學(xué)仿真的貨車連接運行穩(wěn)定性分析

魏文逸

摘 要：貨車技術(shù)飛速發(fā)展的同時也對貨車連接運行穩(wěn)定性提出了更高的要求。貨車連接運行不穩(wěn)定的主要表現(xiàn)為貨車分離，此現(xiàn)象產(chǎn)生原因較為復(fù)雜，主要涉及車鉤制造和組裝及車鉤連接狀態(tài)等問題。本文以探究車鉤連接狀態(tài)的運行穩(wěn)定性為目的，基于多體動力學(xué)軟件RecurDyn創(chuàng)建模型并仿真分析。模型模擬了相互連掛貨車在通過不同曲率半徑彎道過程中實時、復(fù)雜的運行狀態(tài)。并結(jié)合理論分析確定使貨車穩(wěn)定運行的鉤舌S面夾角范圍。研究表明，車鉤連接穩(wěn)定性與彎道曲率半徑、運行速度、鉤舌S面夾角等參數(shù)有關(guān)，當彎道半徑與運行速度的匹配符合經(jīng)驗值、鉤舌S面夾角在25°至35°之間時，車鉤連接穩(wěn)定性提高。

關(guān)鍵詞：車鉤輪廓；S面夾角；AAR標準；多體動力學(xué)仿真

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.13.267

0 引言

鐵路貨車重載提速以來，運行中的貨車車鉤自動開鉤、鉤舌折斷等故障時常發(fā)生，嚴重影響了車鉤運行性能[1]。而作為車鉤設(shè)計重要依據(jù)的車鉤連接輪廓，由于工程制造困難的局限性，一直沒有被研究。車鉤連接輪廓決定了車鉤的工作性能，即掛鉤范圍，縱向間隙，水平及垂直最大轉(zhuǎn)動角度，車鉤接觸線長度等[2]。當前，我國和美國等多數(shù)國家的車鉤輪廓采用符合北美鐵道協(xié)會（AAR）標準體系[3]。AAR中對車鉤連接輪廓處鉤舌S面切線與起始方位線夾角（簡稱S面夾角）有明確的規(guī)定，大小為30°[4]。但該角度對實際運用性能的影響尚不明確。為此，通過理論分析和仿真實驗的方法探討車鉤連接輪廓中不同鉤舌S面夾角對車鉤運用性能的影響，這能為改進車鉤的可制造性提供理論依據(jù)。……