基本信息
- 项目名称：
- 对客货列车交会时货车残渣对客运列车的危险研究及其仿真
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 机械与控制
- 大类：
- 自然科学类学术论文
- 简介：
- 近几年，客货共线铁路上客车车窗出现裂缝的现象时有发生，经调查，该现象的发生跟交会时货车车体残渣高速飞溅出有极大关系，针对这个问题我们从各个影响因素着手分析，得到一系列改进方案，从而减少此类事故发生的概率。
- 详细介绍：
- 在客货共线铁路上，当客车与货车交会时（货车空载无篷布遮挡），由于速度比太大，导致两列车体之间产生巨大风压，使货车车体缝隙中的残渣向外飞溅，从而容易对对对向客车造成威胁，形成安全隐患。我们通过现场考察，采集数据，然后利用空气动力学，有限元分析等知识，得出临界条件，提出了限制客货列车的相对速度比以及设置合理的线间距等一系列方案，还有利用行车调度的方法在某些区段设置隔离网等，来达到预防此类事故发生的目的，最后再利用3Dmax和flash等软件对我们的研究方案进行了模拟仿真，从而更加直观真实的表达了我们的想法。
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作品专业信息
撰写目的和基本思路
- 在客货共线的铁路上，当客车与货车发生交会时，由于相对速度大，就会在两车之间产生巨大的风压，这种压力会使原本卡在货车车厢上的残渣向外无规则飞溅。运用空气动力学等原理，得到交会时空气压力波的分布规律，并以此来判断这些残渣是否会对客车造成威胁。通过计算，得出铁路线上最小的安全线间距等，使这些飞溅出来的残渣对客车没有威胁。最后我们用软件仿真模拟出我们的结果。
科学性、先进性及独特之处
- 该作品是通过我们实地考察及理论分析后得出的一些改进方案，其中有些方案具有一定的创新性，客货列车交会时货车飞出的残渣对客车造成危险虽然是小概率事件，但是一旦发生，人身及财产都会遭受损失，我们的课题就立足于减小该类事故的发生。
应用价值和现实意义
- 近几年，铁路既有线客车车窗出现裂缝的现象时有发生，当相邻股道客车与货车交会时，由于相对速度较大产生巨大风压，会使货车残渣飞出，很有可能会对客车车窗等造成安全隐患。本研究旨在通过查阅铁路相关数据，通过建立模型进行专业系统的理论分析计算来得出货车残渣飞出与客车车窗危害的相关性，最后运用软件进行实体建模模拟列车会车时货车飞渣对客车的影响情况。
学术论文摘要
- 经过研究发现，列车交会时会产生空气压力波，同时列车会产生较大的横向和纵向振动，残渣在列车振动和空气压力波的共同作用下，若获得足够的能量，就会飞溅出来，对客车的行车安全造成影响。由于残渣的能量分布具有随机性，故残渣能否飞溅出也具有随机性，这与事故发生的不确定性是相吻合的。因为无法通过理论的方法具体确定残渣的能量，又列车的振动很难控制，本文退而求其次，研究压力波受交会速度和线间距的影响，研究发现压力波是速度比的减函数，显然只有负压才有可能使残渣飞出，故应尽量控制避免负压的产生，但另一方面，一味的追求负压小，会使列车的压力波幅值增大，这对行车也是不安全的，故实际应结合两者综合考虑。 本文从两个方面给出了防止残渣飞溅出击中客车的办法： 1.通过改变货车清洗方式，来彻底清除空载货车的残渣； 2.使用堵漏条和改变货车侧门形状来阻止残渣飞溅； 3.通过控制列车交会速度来避免残渣获得足够的能量而飞溅； 4.通过在交会处设置隔离网来阻止残渣击中客车。
获奖情况
- 无
鉴定结果
- 无
参考文献
- [1] 易思蓉主编.铁路选线设计.西南交通大学出版社.2009. [2] 张斌、陈南冀. 高速列车交会空气压力波的研究.铁道车辆.1996年.第34卷第5期. [3]张经强、梁细锋.动力车气动性能数值计算.数值计算与计算应用.2003年.第2期.154页到157页. [4]李雪冰、张卫华等.高速列车交会时的风致振动研究.振动与冲击，2008年.第7期. [5]彭其渊、王慈光主编. 铁路行车组织. 中国铁道出版社.2010. [6]张景伟编著. 渲染传奇-3ds max9材质贴图艺术设计实例精粹. 电子工业出版社.2007.
同类课题研究水平概述
- 1.当前国内外尚无研究本课题的；2.国内外研究人员，在列车交会气动分析做了大量研究，主要有两种思路：一为通过理论分析，数值模拟来找到交会时的压力波分布情况，但有很大的局限性；二为通过实车实验，采集数据，进行实验分析；3.但国内外暂无研究人员将现有的研究列车交会气动研究情况应用于残渣危险性研究；4.国内外尚无研究人员，提出解决列车交会残渣危险隐患的方案。
