高速交會(huì)列車(chē)的氣動(dòng)性能及車(chē)輛動(dòng)力學(xué)特性研究.pdf

1、高速列車(chē)的交會(huì)是高速列車(chē)快速、安全運(yùn)行的一個(gè)重要空氣動(dòng)力學(xué)因素。高速列車(chē)交會(huì)過(guò)程中列車(chē)的空氣動(dòng)力學(xué)性能及車(chē)輛動(dòng)力學(xué)特性的產(chǎn)生機(jī)理以及車(chē)速、環(huán)境風(fēng)速、路況環(huán)境等多種因素對(duì)列車(chē)的影響規(guī)律的研究都對(duì)確保高速列車(chē)的快速、安全運(yùn)行有著重要的意義。
　　本文中基于計(jì)算流體力學(xué)和計(jì)算多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)理論，分別建立了列車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)模型和列車(chē)多體動(dòng)力學(xué)模型，利用計(jì)算流體分析軟件FLMENT與多體動(dòng)力學(xué)分析軟件SIMPACK聯(lián)合仿真的方法，得到了交會(huì)過(guò)

2、程中列車(chē)的空氣動(dòng)力學(xué)性能及車(chē)輛動(dòng)力學(xué)響應(yīng)。針對(duì)列車(chē)的空氣動(dòng)力學(xué)性能著重分析了列車(chē)會(huì)車(chē)過(guò)程中列車(chē)表面壓力分布、不同位置的會(huì)車(chē)壓力波、各節(jié)車(chē)氣動(dòng)力(矩)；車(chē)輛動(dòng)力學(xué)特性主要考慮了列車(chē)交會(huì)過(guò)程中的安全性指標(biāo)(脫軌系數(shù)、輪重減載率、輪軸橫向力及輪軌垂向力)，列車(chē)振動(dòng)加速度(橫向振動(dòng)加速度、垂向振動(dòng)加速度)的變化規(guī)律。本文針對(duì)列車(chē)交會(huì)問(wèn)題的研究工作主要包括以下幾個(gè)方面：
　　1.無(wú)橫風(fēng)環(huán)境下，交會(huì)過(guò)程中高速列車(chē)的基本氣動(dòng)性能及車(chē)輛動(dòng)力學(xué)特性

3、，以及各響應(yīng)指標(biāo)與車(chē)速之間的關(guān)系。
　　2.無(wú)橫風(fēng)環(huán)境下，分析了不同的線路環(huán)境(平地、路堤及橋梁)對(duì)高速交會(huì)列車(chē)的氣動(dòng)性能及車(chē)輛動(dòng)力學(xué)特性的影響，得到線路環(huán)境對(duì)交會(huì)列車(chē)的氣動(dòng)性能及車(chē)輛動(dòng)力學(xué)特性的影響很小。
　　3.針對(duì)線間距問(wèn)題，分析驗(yàn)證了在現(xiàn)行5.0m線間距值以車(chē)速350km/h和380km/h交會(huì)的合適性，并提出了在更高車(chē)速400km/h、420km/h及450km/h下的線間距建議值。
　　4.在超高車(chē)速450

4、km/h下列車(chē)等速交會(huì)力學(xué)性能與列車(chē)的線間距及流線型長(zhǎng)度之間的關(guān)系，得到在現(xiàn)行線間距值5.0m下以速度450km/h正常運(yùn)行的合適流線型長(zhǎng)度。
　　5.不同速度等級(jí)的指數(shù)風(fēng)，作用在不同的線路環(huán)境(平地、路堤及橋梁)上的風(fēng)場(chǎng)分布方式，得到了平地、路堤及橋梁上監(jiān)測(cè)位置處風(fēng)速與入口風(fēng)之間的關(guān)系。另外，考慮到了常值風(fēng)加載及路面的摩擦系數(shù)。
　　6.橫風(fēng)環(huán)境下，高速列車(chē)在不同線路(平地、路堤及橋梁)上的交會(huì)的氣動(dòng)性能及車(chē)輛動(dòng)力學(xué)特性，