列车脱轨后运行姿态模拟-LuXinzheng.PDF

振　动　与　冲　击 第３３卷第２３期 ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＶＩＢＲＡＴＩＯＮＡＮＤＳＨＯＣＫ Ｖｏｌ．３３Ｎｏ．２３２０１４　  列车脱轨后运行姿态模拟 ２ １ ２ ３ 朱　翔 ，陆新征 ，杜永峰 ，王　强 （１清华大学 土木工程系，北京　１０００８４；２兰州理工大学 防震减灾研究所，兰州　７３００５０； ３铁道部 经济规划研究院，北京　１０００３８） 　　摘　要：列车脱轨后撞击站房建筑可能会造成严重后果。而国内外相关研究几乎还是空白。本文采用非线性有 限元软件，建立列车、铁轨和地面的有限元模型，通过人为引入障碍物，诱使列车脱轨，分析了脱轨后列车的运行姿态，以 及不同地面摩擦系数的影响。研究表明：地面的摩擦系数会影响脱轨后火车的速度和运行时间，脱轨后车厢之间有明显 的拉拽碰撞作用，后面车厢会明显挤压前面的车厢，列车呈“蛇形”运动，可能与列车两侧约６．６８ｍ范围内的物体发生 碰撞。 关键词：列车；脱轨；摩擦系数；运行轨迹 中图分类号：Ｕ２７０．１＋１　　　文献标志码：Ａ ＤＯＩ：１０．１３４６５／ｊ．ｃｎｋｉ．ｊｖｓ．２０１４．２３．０２６ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｆｏｒｒｕｎｎｉｎｇａｔｔｉｔｕｄｅｏｆａｔｒａｉｎａｆｔｅｒｄｅｒａｉｌｍｅｎｔ ２ １ ２ ３ ＺＨＵＸｉａｎｇ，ＬＵＸｉｎｚｈｅｎｇ，ＤＵＹｏｎｇｆｅｎｇ，ＷＡＮＧＱｉａｎｇ （１．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＣｉｖｉｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｓｉｎｇｈｕａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８４，Ｃｈｉｎａ； ２．ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥａｒｔｈｑｕａｋｅＰｒｏｔｅｃｔｉｏｎａｎｄＤｉｓａｓｔｅｒＭｉｔｉｇａｔｉｏｎ，ＬａｎｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｌａｎｚｈｏｕ７３００５０，Ｃｈｉｎａ； ３．ＥｃｏｎｏｍｉｃｓａｎｄＰｌａｎｎｉｎｇＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆｔｈｅＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＲａｉｌｗａｙｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００３８，Ｃｈｉｎａ） 　　Ａｂｓｔｒａｃｔ：　Ａｄｅｒａｉｌｅｄｔｒａｉｎｍａｙｉｍｐａｃｔｓｔａｔｉｏｎｂｕｉｌｄｉｎｇｓｔｏｃａｕｓｅｓｅｒｉｏｕｓｃｏｎｓｅｑｕｅｎｃｅｓ．Ｂｕｔｔｈｅｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ｓｔｕｄｉｅｓａｒｅｆｅｗ．Ｈｅｒｅ，ｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｏｄｅｌｓｏｆａｔｒａｉｎ，ｒａｉｌｗａｙｓａｎｄｔｈｅｇｒｏｕｎｄｗｅｒｅｂｕｉｌｔｗｉｔｈｎｏｎｌｉｎｅａｒｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔｓｏｆｔｗａｒｅ．Ｂｙｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇａｎａｒｔｉｆｉｃｉａｌｏｂｓｔａｃｌｅ，ｔｈｅｔｒａｉｎｄｅｒａｉｌｍｅｎｔａｎｄｔｈｅａｔｔｉｔｕｄｅｏｆｔｈｅｔｒａｉｎａｆｔｅｒｄｅｒａｉｌｍｅｎｔ ｗｅｒｅｓｉｍｕｌａｔｅｄ．Ｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｆｖａｒｉｏｕｓｆｒｉｃｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｏｆｔｈｅｇｒｏｕｎｄｗｅｒｅｄｉｓｃｕｓｓｅｄ．Ｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔｔｈｅｆｒｉｃｔｉｏｎｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｓｏｆｔｈｅｇｒｏｕｎｄａｆｆｅｃｔｔｈｅｓｐｅｅｄａｎｄｒｕｎｎｉｎｇｔｉｍｅｏｆｔｈｅｔｒａｉｎａｆｔｅｒｄｅｒａｉｌｍｅｎｔ；ｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｔｐｕｌｌｉｎｇ ａｎｄｃｏｌｌｉｓｉｏｎｂｅｔｗｅｅｎｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｒｒｉａｇｅｓｏｆｔｈｅｔｒａｉｎａｒｅｏｂｓｅｒｖｅｄ，ｔｈｅｒｅａｒｃａｒｒｉａｇｅｓｅｘｔｒｕｄｅｔｈｅｆｒｏｎｔｏｎｅｓｔｏｍａｋｅｔｈｅ ｔｒａｉｎｍｏｖｅａｔａ“ｓｎａｋｅｌｉｋｅ”ａｔｔｉｔｕｄｅ，ｔｈｅｔｒａｉｎｍａｙｃｏｌｌｉｄｅｗｉｔｈｏｂｊｅｃｔｓｗｉｔｈ