鐵道車輛結構要求標準GM/RT2100 Iss 3和Iss 5對比分析

廣德強

摘要：針對標準GM/RT2100鐵道車輛結構要求的第3版本和第5版本所涉及的內容，主要對其適用范圍、載荷儲備系數、車體及設備載荷工況等方面進行對比分析，并對不同版本中存在的差異進行說明。

關鍵詞：車體強度;載荷儲備系數;載荷工況;標準

1? 概述

進入21世紀以來，鐵路貨車已經發(fā)展到一個重載、提速的新階段，這標志著鐵路貨車發(fā)展到了一個新水平新階段，但這一階段貨運車輛遇到了更嚴酷的運輸環(huán)境，更新?lián)Q代的新型車輛能否完全適應其運用環(huán)境，還需要分析驗證，同時對車輛強度提出了新的要求。落后的標準會阻礙車輛性能的提高，降低其運用可靠性。科學合理的強度設計標準不僅具有經濟意義，更是確保安全的基礎和前提，因此標準的修訂和升級是必要的。

GM/RT2100為鐵路安全標準有限公司（RSSB）發(fā)行的關于鐵道車輛結構要求的標準。針對標準GM/RT2100鐵道車輛結構要求的第3版本和第5版本所涉及的內容，主要對其適用范圍、載荷儲備系數、車體及設備載荷工況等方面進行對比分析。

2? 適用范圍

標準GM/RT2100不同版本的適用范圍有所不同，具體見表1。

3? 載荷儲備系數

標準GM/RT2100不同版本的載荷儲備系數有所不同，具體見表2。

4? 車體及設備載荷工況

4.1 GM/RT2100 Iss3中的載荷工況

4.1.1 車體縱向載荷

GM/RT2100 Iss3標準中縱向載荷如表3。

4.1.2 車體垂直載荷

車體結構應可承受以下規(guī)定的載荷情況，無永久變形。載荷工況見見表4。

4.1.3 車體疲勞載荷

車體結構的疲勞壽命至少107循環(huán)，當承受以下規(guī)定的載荷時，出現故障的可能性（可靠度，存活率）至多2.5%。載荷由加速度因子來確定，其值見表5。若相關，也需考慮其他疲勞載荷情況。通常認為每個載荷工況都是單獨作用，所以最后應將單個工況的損傷進行累計。

4.1.4 車體設備載荷工況

在車輛正常運行中，間接或直接連接到車體的設備和組件均應保持連接性。若在脫軌、重大側翻以及小-中碰撞情形中，也應保持車體附件的完整連接性。在本章節(jié)提到加速度和力均為整體車體加速度。局部產生的加速度、力和作用在設備上的共振均應另外考慮。

設備及安裝結構的疲勞壽命至少107循環(huán)，當承受以下規(guī)定的載荷時，出現故障的可能性至多2.5%。載荷由加速度因子來確定。若相關，也需考慮其他疲勞載荷情況。通常認為每個載荷工況都是單獨作用，所以最后應將單個工況的損傷進行累計。故障歸為結構性缺陷的車輛不再用于服務運行。

4.1.5 碰撞載荷工況

當車輛模擬與類似車輛迎面相撞時車端結構應至少吸收1.0MJ。車體壓潰距離，如發(fā)生永久結構變形的距離，不超過1.0m。車輛類型1和類型2的力，多編組和固定編組列車的車輛除外，不超過4000kN，但最好限制在最高3000kN。對于多編組車輛和固定編組列車的車輛，此力不超過3000kN，但最好限制在最高2500kN。

除了以上對于多編組車輛和固定編組列車的車輛中規(guī)定，補充規(guī)定一，在與類似車輛最大速度為60km/h碰撞理論理論計算中，能量吸收應分配到車體兩端。但極限載荷不能改變。

補充規(guī)定二，在與類似車輛進行碰撞理論計算中，每列車的2MJ能量吸收應分配到車端，可以通過增大最大速度，使得乘客區(qū)間部分破壞最小。

在模擬嚴重碰撞中，當車體端車鉤中心線以上350mm高度承受超出標準載荷的負載，車端結構至少應吸收能量0.5MJ。

4.2 GM/RT2100 Iss5中的載荷工況

車體結構強度及耐撞性滿足BS EN 12663-1：2010、BS EN 12663-2：2010、BS EN 15227：2008標準提出的要求。

車體聯(lián)接設備應當根據BS EN 12663-1：2010或BS EN 12663-2：2010中相關車輛條目的慣性載荷進行設計。

附屬設備的極限強度應符合BS EN 12663-1：2010或BS EN 12663-2：2010中慣性載荷要求，以及BS EN 15227：2008中發(fā)生碰撞時最大加速度水平的要求，取兩者最大的作為考核指標。

5? 結論

通過以上對比分析，可以得出以下結論：GM/RT2100 Iss5相對GM/RT2100 Iss3更完整、更詳細、更合理;GM/RT2100 Iss5相對GM/RT2100 Iss3的載荷更惡劣。標準的修訂與升級，代表了技術在不斷發(fā)展，產品的安全性在不斷提高，只有這樣才能促進行業(yè)的不斷發(fā)展。

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