La empresa suiza Bombar Mountainer ha estudiado los problemas de paso de curvas y optimización de la estabilidad de bogies de locomotoras de pares de ruedas acopladas. Como todos sabemos, en el diseño de vehículos tradicionales, la transitabilidad en curva y la estabilidad son una contradicción. Los investigadores han utilizado varios métodos para mejorar ambas propiedades fundamentales simultáneamente. Este documento desarrolló un mecanismo de acoplamiento cruzado del juego de ruedas para separar las funciones de guía del juego de ruedas y de transmisión de tracción, y lo aplicó con éxito a las locomotoras de la serie 460 de los Ferrocarriles Federales Suizos. El ciclo de rotación del juego de ruedas se extendió de 3 a 14 veces.
El Centro de Tecnología de Transporte de EE. UU. () Wu estudió el impacto de la fricción del disco central del bogie de camión en el paso de curvas y la estabilidad lateral, y evaluó los materiales de lubricación del disco central utilizados actualmente. Los principales resultados son los siguientes: (1) En condiciones normales del vehículo y de la vía, la condición de lubricación del disco central tiene poco impacto en la fuerza lateral rueda-riel;
(2) Para rodamientos laterales de contacto rodante (RSB) Para camiones, el coeficiente de fricción de la placa central tiene un impacto importante en la estabilidad lateral del vehículo. Para reducir el riesgo de que el camión se deslice, el coeficiente de fricción de la placa central debe ser al menos no inferior a 0,3;
(3) El rodamiento lateral de contacto constante (CCSB) puede mejorar eficazmente el lateral Estabilidad del camión. Para los camiones que a menudo están en contacto con sidecares, la fricción entre los discos centrales tiene poco efecto en la velocidad de inestabilidad del vehículo;
(4) Los resultados de la simulación muestran que la velocidad promedio de inestabilidad serpenteante es 65438 ±06 km más alto que el de los rodamientos. (5) El poliéster tiene buenas perspectivas de aplicación como material de fricción del disco central.
Además, Y. Handoko de la Universidad Central de Queensland en Australia utilizó el software Vampire por primera vez para estudiar el impacto de la fuerza de frenado asimétrica en el rendimiento de los camiones al pasar en curva. Simplemente utilizaron vehículos ferroviarios de oscilación positiva y negativa para simular el efecto de la fuerza de frenado asimétrica. Los resultados muestran que si se aplica un momento de rodadura negativo cuando un camión pasa por una curva, el ángulo de ataque y la fuerza lateral rueda-carril aumentarán, lo que no favorece el paso de la curva.
2 Avances de la investigación sobre la estabilidad del movimiento de los vehículos
La estabilidad del movimiento no lineal de los vehículos es un campo de investigación altamente teórico e incluso implica problemas de nivel profundo como el concepto de caos y bifurcación. En los últimos dos años, la investigación internacional sobre este tema sigue siendo principalmente investigación teórica, pero han surgido algunos puntos de vista nuevos, como la estabilidad del movimiento en las curvas y el impacto de los sistemas de vías en la estabilidad del movimiento de los vehículos.
Basándose en el estudio de la bifurcación y la estabilidad del movimiento no lineal del bogie, H. True, de la Universidad Técnica de Dinamarca, analizó en mayor profundidad la estabilidad dinámica de un par de ruedas de camión con amortiguación de suspensión por fricción seca.
F. Xia de Australia y H de la Universidad Técnica de Dinamarca han estudiado la dinámica de un bogie de camión de tres piezas. La característica principal es considerar las características de fricción seca bidimensional de la cuña (anteriormente). simplificado a un problema unidimensional), las velocidades críticas lineales y no lineales del bogie del camión de tres piezas se calculan en 102,6 km y 73,8 km respectivamente. Los resultados del cálculo muestran que los tres grandes bogies de camión presentan un movimiento caótico.
Y. Sun de Australia enfatizó la importancia de considerar el modelo de soporte discreto de vía al calcular la estabilidad al serpenteo de los camiones. Los resultados muestran que la velocidad crítica de inestabilidad serpenteante calculada considerando el modelo balístico viscoelástico es menor que la velocidad crítica de inestabilidad serpenteante calculada sin considerar el modelo balístico (es decir, balístico "rígido"), generalmente inferior a 10. Vale la pena señalar que este trabajo fue completado hace dos años por la Universidad Southwest Jiaotong en China. Utilizaron el método de dinámica acoplada vehículo-vía para resolver la velocidad crítica del vehículo. Los resultados muestran que la velocidad crítica del vehículo difiere de la de los parámetros ferroviarios de mi país en menos de 8 (la velocidad crítica es incluso menor cuando se tiene en cuenta la estructura elástica de la vía real), y los resultados son similares. Los resultados de la investigación cuestionan el cálculo de la velocidad crítica del vehículo en el método clásico de cálculo de la dinámica del vehículo (que no considera la elasticidad de la estructura de la vía). Porque el método clásico sobreestimaría la estabilidad de conducción del vehículo, lo cual es peligroso.
J. Arn01d de DLR en Alemania discutió el impacto de la elasticidad de las ruedas en el rendimiento operativo de los vehículos ferroviarios. Creía que la elasticidad estructural del juego de ruedas conducirá a una mayor amplitud lateral que un juego de ruedas rígido. y también afectará el funcionamiento de todo el vehículo.
K. Noinski de la Universidad Tecnológica de Varsovia en Polonia cree que es necesario considerar la estabilidad de los vehículos ferroviarios en vías curvas. Antes de esto, la gente generalmente estudiaba la estabilidad del movimiento del vehículo basándose en la estabilidad lateral de la vibración autoexcitada del vehículo en una vía recta. Las órbitas curvas (radio y peralte) se consideran fuentes de perturbaciones externas que suprimen las vibraciones autoexcitadas, por lo que este artículo seguramente causará cierta controversia.
G. Schupp de Alemania exploró teóricamente la posibilidad de aplicar el método de análisis de bifurcación numérica de sistemas mecánicos en la estabilidad del movimiento de vehículos ferroviarios.
3.2 Aplicaciones extranjeras
Metro de Nueva York l 080 vagones nuevos, cada año se agregan 200 vagones nuevos miles de trenes de carga pesados en los Estados Unidos, Canadá, Sudáfrica y; otros países; las carreteras nacionales británicas y estadounidenses en Biay Railway Technology Company (J.R. Evans) analizaron las causas y los métodos de prevención de la fatiga por contacto rodante (RCF) entre ruedas y carriles desde la perspectiva de la dinámica del vehículo. Primero, se establece una curva cuasiestática y los efectos del diseño de la suspensión del vehículo, la banda de rodadura rueda-carril, la lubricación y la velocidad del vehículo sobre la fatiga por contacto rodante rueda-carril se dan mediante un análisis de simulación. En segundo lugar, el análisis de simulación dinámica es más útil para determinar las condiciones de contacto que causan la RCF, y se puede analizar el impacto de las irregularidades geométricas de la vía en la RCF.
R. Frohling de SPOORNET en Sudáfrica introdujo el desgaste de la banda de rodadura y la fatiga del contacto de rodadura bajo la condición de una gran carga por eje (30 t) desde los aspectos del análisis teórico y la experiencia de aplicación. Este estudio se basa principalmente en el análisis teórico del desgaste severo de las ruedas y el daño por desprendimiento de la banda de rodadura del nuevo camión UNO que opera en Suecia, y finalmente propone un plan para rediseñar la forma de las ruedas.
Además, los franceses J. B. Ayabse y H. C 1\011ET estudiaron el método de solución del punto de contacto rueda-carril en condiciones de medio hercio. I.Persson y otros del Reino Unido utilizaron algoritmos genéticos para optimizar la forma de las ruedas de ferrocarril y creyeron que este método podría usarse para la optimización de la sección del carril y la investigación de correspondencia entre la forma de la rueda y el carril.
4 Avances de la investigación en otros campos de la dinámica de sistemas de vehículos
En esta conferencia internacional también se leyeron e intercambiaron otros artículos relacionados con la dinámica de sistemas de vehículos, incluyendo principalmente la suspensión del vehículo (activa), dinámica de alforjas y aerodinámica del vehículo. Relativamente hablando, el número de artículos sobre estos aspectos es pequeño, pero también muestran algunas cuestiones nuevas en la investigación de la dinámica de los sistemas de vehículos ferroviarios.
4.1 Suspensión del vehículo
Para mejorar el rendimiento de paso en curvas y la estabilidad del movimiento del vehículo bajo el mismo PIRE, se agregan resortes auxiliares (resortes transversales) a la suspensión secundaria del vehículo. Realizó una simulación dinámica utilizando el software Vapengpire. Los resultados muestran que esta medida puede reducir la aceleración lateral en estado estacionario de la carrocería al pasar por curvas de alta velocidad.
Wu Pingbo de la Universidad Southwest Jiaotong en China utilizó un modelo de carrocería flexible
para estudiar la respuesta dinámica de los autobuses considerando una suspensión semiactiva. Los modos de flexión vertical de primer orden, flexión lateral de primer orden y torsión de primer orden se consideran en el modelo de carrocería, y otras partes del automóvil todavía se consideran carrocerías rígidas. Se calcularon y compararon los indicadores de comodidad de marcha vertical y lateral de los modelos de carrocería rígida y de carrocería flexible, y se realizó una prueba de suspensión semiactiva utilizando un banco de pruebas de vibración rodante.
El japonés H. Nun Ashima y otros intentaron mejorar la comodidad de conducción de los vehículos (>:T (transporte ferroviario automático). Se utilizó la teoría de control Ho para lograr el control activo de la fuerza lateral. Los resultados de la simulación muestran que a( El confort de marcha del vehículo ha mejorado significativamente.
4.2 Dinámica de la red de contacto entre pantógrafo
P. Harell y otros de Suecia estudiaron el contacto en el caso de pantógrafos múltiples La influencia de la superposición de la sección transversal de la red (Fig. 8) en la dinámica del pantógrafo y la catenaria no se ha informado antes. El área de superposición del sistema de catenaria
La interacción entre la frecuencia media y la alta frecuencia. La dinámica del pantógrafo y el sistema de catenaria fue discutida por Brushan et al. Se analiza principalmente la relación entre la fuerza de contacto pantógrafo-red y la fuera de línea, la influencia de la pluma en la fuerza de contacto y las causas del desgaste irregular de la línea de contacto.
4.3 Aerodinámica
El italiano F. Cheli et al. utilizaron métodos de simulación numérica y ensayos en túnel de viento para estudiar la carga aerodinámica que actúa sobre la carrocería del vehículo ferroviario y su correspondiente respuesta bajo condiciones. un campo de viento determinado.
Meter (abreviatura de metro)) Suzuh et al. del Instituto de Investigación Ferroviaria de Japón estudiaron la interacción entre la vibración del vehículo y la fuerza aerodinámica cuando el tren viaja en el túnel y cómo reducir la vibración adicional causada por la aerodinámica. Contramedidas.
5 Perspectivas de la investigación de la dinámica de sistemas de vehículos
En resumen, en los últimos dos años, la investigación internacional sobre la dinámica de sistemas de vehículos ferroviarios ha logrado avances significativos, especialmente en la mejora de la dinámica de sistemas de vehículos. En el rendimiento de paso de curvas, la mejora de la estabilidad de operación del vehículo y la resolución de problemas prácticos de interacción de microcanales del vehículo es muy activo, y se han desarrollado muchos métodos y tecnologías nuevos. Combinando estos avances de investigación, el autor cree que los siguientes aspectos conducirán a nuevos avances en la investigación de la dinámica de sistemas de vehículos ferroviarios internacionales, y Zhai Wanming prestará amplia atención a esto y lo desarrollará aún más:
(1) Con el rápida velocidad de los trenes El desarrollo de métodos, enfoques y medidas técnicas para resolver de manera integral la estabilidad del movimiento lineal y el rendimiento de paso en curva de los vehículos seguirá siendo uno de los puntos calientes para los investigadores en el ferrocarril Guangtong-Dali.
(2) La tecnología de control activo es un método eficaz para mejorar la calidad operativa del material rodante ferroviario y se ha utilizado ampliamente en los países desarrollados. Sin embargo, con la creciente competencia en el transporte ferroviario, aéreo y por carretera, la mejora continua de la velocidad de funcionamiento de los trenes y la comodidad de los viajes se ha convertido en el objetivo de los ferrocarriles modernos. Los medios para lograr este objetivo son, en gran parte, el uso de tecnología avanzada de control activo. Por tanto, este campo tiene amplias perspectivas de desarrollo.
(3) La investigación sobre la teoría del contacto rueda-carril es cada vez más perfecta y cada vez hay más problemas causados por el contacto rodante rueda-carril en los sistemas de transporte rueda-carril. Por lo tanto, cómo aplicar razonablemente la teoría de la dinámica del sistema rueda-carril (dinámica del sistema vehículo-carril) para estudiar y resolver estos problemas prácticos (como el desgaste irregular rueda-carril y la fatiga por contacto rodante) seguramente se convertirá en un aspecto importante en este campo. Para resolver el problema del desgaste irregular rueda-carril, es necesario desarrollar un modelo integral que considere simultáneamente interacciones de alta frecuencia y mecanismos de daño entre vehículos y carriles.
(4) El estudio de la interacción vehículo-microcarril ha podido reflejar cada vez más diversos factores prácticos en los ferrocarriles y se aplicará aún más a proyectos prácticos en el futuro, como la sección de transición de la cabecera del puente. de ferrocarriles de alta velocidad (rápidos), investigación sobre los efectos dinámicos de los camiones pesados en la línea, predicción del desgaste rueda-carril y asentamiento de la vía, investigación de descarrilamiento sobre la interacción dinámica de la rampa de vehículos y determinación de estándares de evaluación de seguridad. , etc.
(5) Durante la operación de trenes de alta velocidad (especialmente al pasar por túneles), el impacto de los efectos aerodinámicos en el rendimiento de vibración del vehículo ha recibido cada vez más atención y se ha mejorado aún más el confort de viaje (incluida la reducción del ruido). ) es un tema de investigación inevitable.
(6) La tecnología de simulación dinámica se ha utilizado ampliamente en el campo de la investigación y aplicación de la dinámica de sistemas de vehículos internacionales y ha desempeñado un papel muy importante. Varios programas de simulación de la dinámica del vehículo son cada vez más maduros. Nuestro país debería prestar atención a esta tendencia y organizar el desarrollo de diversos programas informáticos de dinámica general a gran escala para proporcionar herramientas científicas para la optimización del rendimiento dinámico del material rodante. Al mismo tiempo, se debe prestar atención a la verificación experimental del software de simulación. Sólo el software que haya sido verificado exhaustivamente puede utilizarse para guiar la práctica de producción.