Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Một phương pháp mô phỏng hệ thống phanh hơi của tàu hàng dài dựa trên động lực học chất lỏng
Tóm tắt
Hệ thống phanh hơi là thiết bị quan trọng cho tàu hỏa, có ảnh hưởng đáng kể đến sự an toàn trong quá trình vận hành của tàu. Để nghiên cứu đặc tính phanh hơi của các tàu hàng dài, một phương pháp mô phỏng hệ thống phanh hơi dựa trên lý thuyết động lực học chất lỏng đã được đề xuất. Các cấu trúc và cơ chế hoạt động của phanh hơi trên đầu máy và toa xe đã được giới thiệu, và các mô hình toán học của ống dẫn, van phanh, bể chứa hoặc khoang, xy-lanh, v.v. đã được trình bày. Bên cạnh đó, các chuyển động động lực học của các bộ phận trong van chính cũng được xem xét. Mô hình mô phỏng của toàn bộ hệ thống phanh hơi sau đó được hình thành, và phương pháp giải dựa trên phương pháp sai phân hữu hạn được sử dụng. Điều kiện biên ống dẫn mới, hiệu quả và không cần lặp lại, đã được phát triển cho các ống phanh và ống nhánh, cho phép đạt được hiệu suất tính toán cao hơn. Phương pháp đề xuất để mô phỏng hệ thống phanh hơi đã được xác nhận thông qua việc so sánh với dữ liệu đo đạc đã được công bố. Kết quả mô phỏng của các cấu hình tàu khác nhau cho thấy rằng các mô hình xem xét hành vi động lực học của ống phanh được khuyến nghị để dự đoán các đặc tính của các tàu dài trong điều kiện phanh phục vụ.
Từ khóa
#hệ thống phanh hơi #tàu hàng dài #động lực học chất lỏng #mô phỏng #phương pháp sai phân hữu hạnTài liệu tham khảo
Ge X, Ling L, Chen Z et al (2021) Experimental assessment of the dynamic performance of slave control locomotive couplers in 20,000-tonne heavy-haul trains. Proc Inst Mech Eng Part F J Rail Rapid Transit 235(10):1225–1236
Ge X, Ling L, Chen S et al (2021) Countermeasures for preventing coupler jack-knifing of slave control locomotives in 20,000-tonne heavy-haul trains during cycle braking. Veh Syst Dyn. https://doi.org/10.1080/00423114.2021.1942509
Jing L, Wang K, Zhai W (2021) Impact vibration behavior of railway vehicles: a state-of-the-art overview. Acta Mech Sin 37(8):1193–1221
Wu Q, Cole C, Spiryagin M et al (2021) Freight train air brake models. Int J Rail Transp. https://doi.org/10.1080/23248378.2021.2006808
Wu Q, Spiryagin M, Cole C (2016) Longitudinal train dynamics: an overview. Veh Syst Dyn 54(12):1688–1714
Murtaza MA, Garg SBL (1990) Transients during a railway air brake release demand. Proc Inst Mech Eng Part F JRail Rapid Transit 204(1):31–38
Lingaitis LP, Vaičiūnas G, Liudvinavičius L et al (2013) Methods of calculation line optimum travel of trains with consideration of longitudinal dynamic efforts. Transport Prob 8(2):25–34
Mohammadi S, Nasr A (2010) Effects of the power unit location on in-train longitudinal forces during brake application. Int J Veh Syst Model Test 5(2/3):176–196
Serajian R, Mohammadi S, Nasr A (2019) Influence of train length on in-train longitudinal forces during brake application. Veh Syst Dyn 57(2):192–206
Oprea RA, Cruceanu C, Spiroiu MA (2013) Alternative friction models for braking train dynamics. Veh Syst Dyn 51(3):460–480
Wu Q, Cole C, Spiryagin M (2020) Train braking simulation with wheel-rail adhesion model. Veh Syst Dyn 58(8):1226–1241
Sharma SK, Kumar A (2018) Impact of longitudinal train dynamics on train operations: a simulation-based study. J Vib Eng Technol 6(3):197–203
Funk JE, Robe TR (1970) Transients in pneumatic transmission lines subjected to large pressure changes. Int J Mech Sci 12(3):245–257
Abdol-Hamid K, Limbert DE, Chapman GA (1988) The effect of leakage on railroad brake pipe steady state behavior. J Dyn Syst Meas Control Trans ASME 110(3):329–335
Specchia S, Afshari A, Shabana AA et al (2013) A train air brake force model: locomotive automatic brake valve and brake pipe flow formulations. Proc Inst Mech Eng Part F J Rail Rapid Transit 227(1):19–37
Shabana AA, Aboubakr AK, Ding L (2012) Use of the non-inertial coordinates in the analysis of train longitudinal forces. J Comput Nonlinear Dyn 7(1):011001
Murtaza MA, Garg SBL (1989) Brake modelling in train simulation studies. Proc Inst Mech Eng Part F J Rail Rapid Transit 203(2):87–95
Pugi L, Malvezzi M, Allotta B et al (2004) A parametric library for the simulation of a Union Internationale des Chemins de Fer (UIC) pneumatic braking system. Proc Inst Mech Eng Part F J Rail Rapid Transit 218(2):117–132
Cantone L, Crescentini E, Verzicco R et al (2009) A numerical model for the analysis of unsteady train braking and releasing manoeuvres. Proc Inst Mech Eng Part F J Rail Rapid Transit 223(3):305–317
Piechowiak T (2009) Pneumatic train brake simulation method. Veh Syst Dyn 47(12):1473–1492
Piechowiak T (2010) Verification of pneumatic railway brake models. Veh Syst Dyn 48(3):283–299
Wei W, Hu Y, Wu Q et al (2017) An air brake model for longitudinal train dynamics studies. Veh Syst Dyn 55(4):517–533
Belforte P, Cheli F, Diana G et al (2008) Numerical and experimental approach for the evaluation of severe longitudinal dynamics of heavy freight trains. Veh Syst Dyn 46(s1):937–955
Bharath S, Nakra BC, Gupta KN (1990) Modelling and analysis of pneumatic railway brake system. Appl Math Model 14(2):58–66
Teodoro ÍP, Ribeiro DF, Botari T et al (2019) Fast simulation of railway pneumatic brake systems. Proc Inst Mech Eng Part F J Rail Rapid Transit 233(4):420–430
Watson N (1983) The thermodynamics and gas dynamics of internal combustion engines:, vol II. Oxford University Press, New York
Cantone L (2011) TrainDy: the new Union Internationale des Chemins de Fer software for freight train interoperability. Proc Inst Mech Eng Part F J Rail Rapid Transit 225(1):57–70
Wu Q, Cole C, Spiryagin M et al (2017) Railway air brake model and parallel computing scheme. J Comput Nonlinear Dyn 12(5):051017
Teodoro ÍP, Eckert JJ, Lopes PF et al (2020) Parallel simulation of railway pneumatic brake using openMP. Int J Rail Transp 8(2):180–194
Wu Q, Spiryagin M, Cole C (2017) Parallel computing scheme for three-dimensional long train system dynamics. J Comput Nonlinear Dyn 12(4):044502
Yi J (2014) Fault diagnosis for DK-2 brake based on robust adaptive observer. Dissertation, Central South University (in Chinese)
Yang C (2010) Modeling and simulation research on freight train braking system. Dissertation, Southwest Jiaotong University (in Chinese)