大風下高速列車臨界傾覆特性研究.pdf

1、列車在大風環(huán)境下運行，遭受到風力作用，其空氣動力性能變得惡劣，加之輪軌之間的作用力和車輛系統(tǒng)自身的振動，使得列車在最不利外力組合的情況下發(fā)生脫軌、傾覆等。蘭新第二雙線沿途穿越我國風災最為嚴重的幾大風區(qū)，列車的行車安全受到嚴重威脅，所以對蘭新第二雙線高速列車進行大風下傾覆穩(wěn)定性的研究有十分重要的現(xiàn)實意義。本文以靜態(tài)平衡原理為基礎，采用兩種方法對大風下高速列車傾覆穩(wěn)定性進行模擬計算。其中一種方法為日本早期用來評估列車傾覆穩(wěn)定性的方法，即 M

2、asaharu KUNIEDA（國枝正春）方法；另外一種方法為在國枝方法的基礎上對其進行多次修正而來的，日本鐵科所現(xiàn)用的橫風穩(wěn)定性評估方法，即YU HIBINO方法，又被稱為Detailed Equation Method（詳細解析式法）。
　　本研究首先對兩種方法進行編程以及驗證，并與國外文獻進行對比，證明了程序的可行性和正確性。在此基礎上，通過對蘭新第二雙線運行的CRH5型高速列車以及國內普遍運行的CRH2型高速列車結構進行全

3、面的整合分析，建立了適用于兩種列車車型的靜力學傾覆穩(wěn)定性的評價方法（包括國枝正春方法和詳細解析式法）。該方法充分了考慮兩種車型懸掛系統(tǒng)結構，也考慮列車橫向振動慣性力和超離心力的作用以及抗側滾扭桿和變剛度橫向止擋對列車傾覆特性的影響。基于所建立的針對CRH5和CRH2型列車傾覆特性計算方法，對車速分別為120km/h、200km/h、250km/h，風速為20m/s、25m/s、30m/s、35m/s以及40m/s，風向角為30°、60°

4、、70°、84.5°和90°的情況下進出防風明洞，進出隧道以及防風明洞口和隧道口交會時兩種列車的傾覆特性進行研究，并討論了不同取值、不同方向橫向振動加速度對列車傾覆穩(wěn)定性的影響。得出了風速、風向角和車速對車輛傾覆特性的影響規(guī)律，同時明確了CRH5型車抗側滾扭桿裝置對車輛抗傾覆性能的貢獻，以及以上所建立的兩種評價傾覆穩(wěn)定性方法的差異和在大風環(huán)境影響下兩種列車的傾覆特性。本文得到的結果對蘭新第二雙線運行高速列車大風環(huán)境下進出防風明洞和隧道時