防止车辆倾覆的安全性.ppt

第三节防止车辆倾覆的安全性一、车辆倾覆的类型及其评定方法1车辆倾覆的类型所谓车辆倾覆是指车辆在运行中受到各种侧向力和垂向力作用,在最不利组合情况下使整个车辆向一侧倾倒。)曲线外倾覆车辆在曲线上运行时由于受风力、离心力和横向振动惯性力等的作用及其不利的组合时,使车辆向曲线外侧倾覆。)曲线内倾覆当车辆缓慢地驶入曲线时,由于车体内倾,并同时在侧向力(风力、振动惯性力等)的作用下,)直线倾覆当车辆在直线上运行时,由于受极大的侧向风力作用,影响车辆倾覆的主要作用力是侧风力、离心力、横向振动惯性力等。在这些力的同时作用下,将使车体向一侧倾斜,造成一侧车轮减载。当减载的一侧车轮轮重达到零时,就有发生车辆倾覆的危险。车辆在运行中的基本受力状态如图5—18所示。在这些力的作用下造成左右侧车轮轮重增减载设外轨侧的轮轨间压力为P,内轨侧的轮轨间压力为P,且令D即称为倾覆系数当一侧车轮轮重减载至零即P=0时,车辆将达到倾覆的临界状态。此时D=1,即为其倾覆临界值。目前我国就是采用倾覆系数D来评定防止车辆倾覆安全性的。在实际运用中,为确保车辆不发生倾覆,至少必须满足D<1的条件。我国车辆研究部门根据理论分析与试验研究认为:在计及风力、离心力和横向振动惯性力的影响时,其倾覆系数的安全指标可以采用:D=(5—15)(5—14)二、倾覆系数的计算在推导车辆倾覆系数D的计算公式时,只考虑其主要作用力:车体横向振动惯性力、侧向风力及离心力。对于一些影响较小的次要因素略去不计。因此作如下假设1)由于车体倾斜所造成的各侧向力作用点距离轨面的垂直高度的变化略去不计;2)车辆簧下部分所受的风力影响略去不计;3)不计车辆簧上质量垂直振动惯性力的影响;4)车辆簧下质量垂直振动与横向振动惯性力的影响不计,并假定簧下质量的重心位于轮对中心;5)不计车钩作用力的影响。当车辆运行于具有外轨超高的曲线时,车体作用着侧向风力H2w、横向振动惯性力F2y以及重力、离心力,如图5—19所示(5—16)h5——车体重心至车轴中心线高度;K——一台转向架弹簧的垂直刚度。若将作用于车辆的所有外力和力矩Y、Y′、Z、Z′、M合成,假设其合力作用线通过两轨顶面连线的B点,则这些外力和力矩对B点的合力矩为零。因此,下式成立:若作用于车辆的合力通过A点时,其倾覆系数D=1;而合力通过O点时,D=0。因此,当作用于车辆的合力通过B点时,可得下列比例式: