第三節(jié)防止車輛傾覆的安全性

第三節(jié)防止車輛傾覆的安全性第一頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日２車輛傾覆的評(píng)定方法

影響車輛傾覆的主要作用力是側(cè)風(fēng)力、離心力、橫向振動(dòng)慣性力等。在這些力的同時(shí)作用下，將使車體向一側(cè)傾斜，造成一側(cè)車輪減載。當(dāng)減載的一側(cè)車輪輪重達(dá)到零時(shí)，就有發(fā)生車輛傾覆的危險(xiǎn)。

車輛在運(yùn)行中的基本受力狀態(tài)如圖５—１８所示。在這些力的作用下造成左右側(cè)車輪輪重增減載

第二頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日設(shè)外軌側(cè)的輪軌間壓力為Ｐ

，內(nèi)軌側(cè)的輪軌間壓力為Ｐ，且令

Ｄ即稱為傾覆系數(shù)

當(dāng)一側(cè)車輪輪重減載至零即Ｐ=0時(shí)，車輛將達(dá)到傾覆的臨界狀態(tài)。此時(shí)Ｄ=１，即為其傾覆臨界值。目前我國(guó)就是采用傾覆系數(shù)Ｄ來評(píng)定防止車輛傾覆安全性的。在實(shí)際運(yùn)用中，為確保車輛不發(fā)生傾覆，至少必須滿足Ｄ＜１的條件。我國(guó)車輛研究部門根據(jù)理論分析與試驗(yàn)研究認(rèn)為：在計(jì)及風(fēng)力、離心力和橫向振動(dòng)慣性力的影響時(shí)，其傾覆系數(shù)的安全指標(biāo)可以采用：Ｄ=0.8危險(xiǎn)限度（５—15）（5—14）第三頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日二、傾覆系數(shù)的計(jì)算

在推導(dǎo)車輛傾覆系數(shù)Ｄ的計(jì)算公式時(shí)，只考慮其主要作用力：車體橫向振動(dòng)慣性力、側(cè)向風(fēng)力及離心力。對(duì)于一些影響較小的次要因素略去不計(jì)。因此作如下假設(shè)

１）由于車體傾斜所造成的各側(cè)向力作用點(diǎn)距離軌面的垂直高度的變化略去不計(jì)；

２）車輛簧下部分所受的風(fēng)力影響略去不計(jì)；

３）不計(jì)車輛簧上質(zhì)量垂直振動(dòng)慣性力的影響；

４）車輛簧下質(zhì)量垂直振動(dòng)與橫向振動(dòng)慣性力的影響不計(jì)，并假定簧下質(zhì)量的重心位于輪對(duì)中心；

５）不計(jì)車鉤作用力的影響。

第四頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日當(dāng)車輛運(yùn)行于具有外軌超高的曲線時(shí)，車體作用著側(cè)向風(fēng)力Ｈ2w、橫向振動(dòng)慣性力F2y以及重力、離心力，如圖５—１９所示

第五頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日（5—16）第六頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日h5——車體重心至車軸中心線高度；Ｋ——一臺(tái)轉(zhuǎn)向架彈簧的垂直剛度。第七頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日

若將作用于車輛的所有外力和力矩Ｙ、Y′、Ｚ、Ｚ′、Ｍ合成，假設(shè)其合力作用線通過兩軌頂面連線的Ｂ點(diǎn)，則這些外力和力矩對(duì)Ｂ點(diǎn)的合力矩為零。因此，下式成立：

若作用于車輛的合力通過Ａ點(diǎn)時(shí)，其傾覆系數(shù)Ｄ=１；而合力通過Ｏ點(diǎn)時(shí)，Ｄ=０。因此，當(dāng)作用于車輛的合力通過Ｂ點(diǎn)時(shí)，可得下列比例式：第八頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日第九頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日第十頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日整理之，則得車輛傾覆系數(shù)Ｄ的計(jì)算工式

上式中第一項(xiàng)是由于車輛通過曲線時(shí)未被平衡的離心力引起的、所謂未被平衡的離心力是指向曲線外側(cè)方向的離心力和由于外軌超高引起的車輛重量向曲線內(nèi)側(cè)的水平分力之差。第二項(xiàng)是由于車輛橫向振動(dòng)慣性力引起的。第三項(xiàng)是由于側(cè)向風(fēng)力引起的。上式為車輛向曲線外側(cè)傾覆的情況，而風(fēng)壓相反時(shí)，則為向曲線內(nèi)側(cè)傾覆的情況，上式等號(hào)右邊第２、３項(xiàng)符號(hào)“十”變成“一”。這時(shí)，傾覆臨界值Ｄ=—１。在相同的條件下，直線運(yùn)行比曲線運(yùn)行有利，在一般情況下不必進(jìn)行核核計(jì)算。第十一頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日第十二頁(yè)，共十三頁(yè)，2022年，8月28日總結(jié):對(duì)車輛結(jié)構(gòu)來說，車輛傾覆主要取決于車輛彈簧懸掛裝置的橫向剛度和角剛度以及重心高度。在一定的外力作用下，橫向剛度越小，車體橫向偏移越大；角剛度越小，車體傾角