交通运输工程学报
JOURNAL OF TRAFFIC AND TRANSPORTATION ENGINEERING
2005 Vol.5 No.2 P.1-4


高速列车的稳定性

Stability of high-speed train

曾京  邬平波 

摘 要:为了研究列车中各车辆在直线上和大半径圆曲线上的蛇行稳定性,建立了具有17个自由度的车辆系统非线性数学模型.模型中考虑了车钩力横向分力的作用,根据列车运行阻力确定各车辆(动车或拖车)的车钩力,其是列车速度和车辆在列车中位置的函数,列车编组共考虑了2M9T、3M8T和6M5T三种形式.应用牛顿-拉夫森迭代法确定车辆系统的平衡位置,采用QR算法求解系统雅可比矩阵的特征值,并结合二分法搜索系统平衡位置失稳时的临界速度.通过计算得知,在直线上列车中各车辆的临界速度相差不大,但在曲线上有一定的差别,车辆在曲线上的临界速度要低于直线上的临界速度,曲线半径越小,其临界速度越低,因此进行曲线上的临界速度计算时,必须考虑车钩力的影响.
关键词:铁道车辆;稳定性;临界速度;高速列车;车钩力
分类号:U260.11 文献标识码:A

文章编号:1671-1637(2005)02-0001-04

基金项目:国家自然科学基金项目(50175094)
作者简介:曾京(1963-),男,湖南涟源人,西南交通大学教授,博士,从事车辆系统动力学研究.
作者单位:曾京(西南交通大学,牵引动力国家重点实验室,四川,成都,610031) 
     邬平波(西南交通大学,牵引动力国家重点实验室,四川,成都,610031) 

参考文献:

[1]Doimin Y V. Stabilization of high speed railway vehicles[J].Vehicle System Dynamics,1994,23(2):107-114.
[2]Gilchrist A O. Long road to solution of the railway hunting and curving problems[J]. Journal of Rail and Rapid Transit,1998,212(3): 219-226.
[3]Knothe K,Boehm F. History of stability of railway and road vehicles[J]. Vehicle System Dynamics, 1999, 31 ( 5 ): 283-293.
[4]Dukkipati R V,Narayanaswamy S. Lateral stability and steady state curving performance of unconventional rail trucks[J].JSME International Journal, Series C: Mechanical System,Machine Elements and Manufacturing, 2002, 45 ( 1 ): 176-186.
[5]Zboinski K. Dynamical investigation of railway vehicles on curved track[J]. European Journal of Mechanics, A/Solids,1998,17(6) :1 001-1 020.
[6]Zeng J. Numerical analysis of nonlinear stability for railway passenger cars[J]. Chinese Journal of Mechanical Engineering, 2001,14(2): 97-101.
[7]刘宏友,曾京.列车系统蛇行运动稳定性研究[J].铁道学报,2004,26(5):41-45.Liu Hong-you, Zeng Jing. Research on the hunting of the train system[J]. Journal of China Railway Society, 2004,26 (5):41-45. (in Chinese)
[8]Zeng J,Wu P B. Stability analysis of high speed railway vehicles[ J ]. JSME International Journal, Series C: Mechanical System, Machine Elements and Manufacturing, 2004,47 (2):464-470.
[9]黄问盈,闵耀兴.高速与重载列车牵引参数的选择[J].中国铁道科学,1994,13(3):1-15.Huang Wen-ying, Min Yao-xing. The choice of tractive parameters for high speed train and heavy-haul train[J]. China Railway Science, 1994,13(3): 1-15. (in Chinese)
[10]舒仲周,张继业,曹登庆.运动稳定性[M].北京:中国铁道出版社,2001.
[11]Hassard B D,Kazarinoff N D,Wan Y H. Theory and Application of Hopf Bifurcation [M]. Cambridge:Cambridge University Press,1981.

收稿日期:2005年3月20日

出版日期:2005年6月1日

请看PDF全文