[发明专利]一种铁道车辆滚振试验台曲线通过试验方法

摘要

本发明涉及一种铁道车辆滚振试验台曲线通过试验方法，本方法针对车辆运行于实际曲线线路条件下，综合考虑车辆自身受力和轨道变化特征，提出了一种试验台曲线模拟方法。考虑车辆运行时所受的离心力作用、线路超高、轨道内外轨长度差、轨道自身圆曲线特征下，通过对试验台滚振轮设置轮速差、把滚振轮设置于切线位置、设置滚轮超高角、车体重心位置施加离心力，实现车辆曲线通过试验的模拟。该方法可以有效的模拟车辆曲线运行下的轮轨间接触点位移变化、轮对摇头角等接触特征，以及轮轨横向力、脱轨系数、磨耗功特征。同时，也能模拟出车辆运行时轨道的横向、垂向、弯曲及轨距变化带来的全方位、多自由度的所有不平顺工况，分析数据可靠、准确。

主权项

一种铁道车辆滚振试验台曲线通过试验方法，其特征在于，包含如下的步骤：步骤1、根据曲线半径，调整左右滚轮的转速，模拟曲线上内外轨的长度差，具体是：车辆通过一定半径的曲线线路时线路外轨长于内轨，滚动台调整滚振轮转动速度，使两侧滚振轮出现速度差，这样在相同的时间内左右车轮滚动过的距离不同，即可以模拟曲线上内、外轨长度的不同；若曲线为右弯曲，曲线半径为R，轨距为2l，车轮通过曲线速度V，外侧车轮速度Vl，内侧车轮速度Vr，左侧轨道滚动轮角速度ωl，右侧轨道滚动轮角速度ωr，滚振轮半径r；车辆通过曲线时处于径向位置的左右车轮平移速度为：Vl=R+1RV---(1)]]>Vl=R+1RV---(2)]]>则左右滚振轮角速度为：ωl=R+lrRV---(3)]]>ωr=R-lrRV---(4)]]>其中，R为曲线半径，2l为轨距，V为车轮通过曲线速度，Vl为外侧车轮线速度，Vr为内侧车轮线速度，ωl为左侧轨道滚动轮角速度，ωr为右侧轨道滚动轮角速度，r为滚振轮半径；步骤2、根据曲线半径，把滚轮设置在曲线切线方向，模拟被试车在相应曲线，具体方法是：车辆通过一定半径的曲线线路时，车轮沿着曲线的切线方向运行，根据曲线半径，把滚轮设置在曲线切线方向，模拟被试车辆运行在相应曲线切线方向上；O点是半径为R的曲线圆心，将车体中心F与O处于同一垂线上，则四位轮对与轨道切线夹角为∠COF＝θ4，三位轮对与轨道切线夹角为∠BOF＝θ3，二位轮对与轨道切线夹角为‑θ3，一位轮对与轨道切线夹角为‑θ4；车辆定距为Lc，转向架轴距为d，AB＝a为初始位置三、四位滚轮间距，线路曲线半径OC＝OB＝R，BF＝Lc/2‑d/2为车辆中心到三位轮对中心间距；做辅助线OE⊥BC，CG⊥AB，那么∠BOC＝2∠COE＝2β，∠ABC＝θ3+β；于是，sinθ3=1R(12Lc-12d)---(5)]]>sinβ=d2/R---(6)]]>θ4＝θ3+2β   (7)其中，θ4＝θ3+2β，Lc为车辆定距，d转向架轴距；步骤3、根据曲线半径，调整滚轮纵横向位移，使轮轴中心位于曲线线路中心，具体方法是：把滚轮设置于线路切线方向时，此时的轮轴中心并未与线路中心重合，而是存在有一个横向和纵向距离，既|AG|、|CG|:四位轮对纵向位移|CG|为：sin∠ABC=sin(θ3+β)=CGCB=CGd⇒CG=dsin(θ3+β)---(8)]]>四位轮对横向位移|AG|为：cos∠ABC=cos(θ3+β)=CBCB=CBd⇒CB=dcos(θ3+β)⇒AG=AB-GB=a-dcos(θ3+β)---(9)]]>步骤4、在车体重心位置施加离心力，调整滚轮侧滚角度以模拟线路实际超高，随机选择以下模拟方法：模拟方法一：通过滚轮倾斜产生超高角来模拟实际超高大小，并在车体重心位置施加作用力来模拟离心力，如式10、式11所示：离心力为:Fc=Mv2R---(10)]]>超高角为：θ0=arcsinh2l≈h2l---(11)]]>其中，车辆质量为M，运行速度v，曲线半径为R，轨距为2l，超高为h；模拟方法二：通过在车体重心位置施加作用力来模拟实际超高引起的重力分力与离心力的合力，如式12所示：由超高不足引起的横向力H为：H=Mv2R-Mgθ0---(12)]]>超高分力S＝Mgθ0，方向指向曲线内侧，离心力方向指向曲线外侧：模拟方法三：通过滚轮倾斜产生欠超高角或过超高角来模拟实际超高引起的重力分力与离心力的合力，如式13、14所示：欠超高角为：θL=v2gR-θ0---(13)]]>过超高角为：θR=θ0-v2gR---(14).]]>