摘　要　列出核燃料运输车2次缓冲装置的纵向动力学微分方程,采用变步长的Runge-Kuta积分法,对其进行了7种工况下的纵向动力学仿真分析。结果表明,在核燃料运输车上采用3级刚度的2次缓冲装置,满足核燃料货包在各种工况下的纵向加速度≤1·5g的要求,而且采用较大的摩擦因数有利于减小核燃料货包的纵向滑动行程。

    关键词　车辆工程;核燃料运输车; 2次缓冲装置;纵向动力学;调车冲击

    长期以来,我国的核燃料运输由于没有合格的运输车辆,只能采用汽车运输的方式,不仅时间长,而且运输途中还存在一定的安全隐患。采用铁路运输核燃料可达到安全、快捷的要求,因此,株洲车辆厂应某核电公司的要求研制了我国第一台核燃料运输车。核燃料运输车每次运输的货包(燃料容器)数量为23~28件,单辆车最大载重为10件货包35t,为保证核燃料货包在运输过程中的安全,货包需满足垂向、横向加速度≤1·0g,纵向加速度≤1·5g的要求。其垂向、横向的加速度可以由转向架的减振系统达到,但其纵向加速度,根据目前我国货车车辆的动力学试验结果,在紧急制动、编挂等工况时,车体中部的最大纵向加速度可能达到2·0g左右。

    如果需要满足货包在运行中(包括启动、变速、紧急制动、编挂等各种工况)的纵向振动加速度≤1·5g的要求,必需在核燃料运输车上加装2次缓冲装置。 核燃料运输车为带有3个活顶盖的敞车。采用转 K3型焊接构架转向架,车厢地板面上装有纵向可滑动的2次缓冲装置, 2次缓冲装置的底框架上承载燃料货包,并有压紧装置将货包压紧。车辆自重为38t,最大载重≤35t,采用13号C级钢车钩, MT—3缓冲器。缓冲器的最大作用力2000kN、容量45kJ、行程83mm, 吸收能量37kJ,能量吸收率≥80%。

    缓冲装置由3个装载货包的底框架组成,每个底框架垂向有4块垫板支承,垫板上装有减振耐磨尼龙板,底框架之间纵向通过螺栓压紧呈无间隙连接, 前、后底框架中各由4个固定在车底架上的2次缓冲器纵向定位,中间底框架只在垂向有4块垫板支承于地板上,纵向无2次缓冲器定位。底框架上的减振摩擦板采用弹性尼龙,与支承钢板间的摩擦因数为 0·15~0·28。2次缓冲装置的缓冲弹性件包括:缓冲外簧、缓冲内簧及橡胶块。装于两缓冲头之间,通过将缓冲头预紧,外簧压缩74mm (预紧力6350N)。其弹性曲线分为3级刚度,第1级刚度由外簧 (85·8N/mm)与橡胶块(2 250 N/mm)串联,行程 23mm;第2级刚度由外簧(85·8 N/mm) +内簧 (290N/mm) +橡胶块(2 250N/mm)串联,行程为 32mm,第3级刚度由橡胶块(2250N/mm)组成。

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