高速列車(chē)裙板氣動(dòng)載荷仿真識(shí)別及結(jié)構(gòu)響應(yīng)分析.pdf

1、高速列車(chē)運(yùn)行速度不斷提升，由此而產(chǎn)生的空氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題也日益突出，氣動(dòng)載荷對(duì)列車(chē)車(chē)體以及其附屬裝備的影響愈加明顯。位于列車(chē)車(chē)下設(shè)備艙兩側(cè)的裙板是保護(hù)車(chē)下吊裝設(shè)備，減少車(chē)身空氣阻力的重要裝備。我國(guó)高速列車(chē)運(yùn)行時(shí)間較短，但已發(fā)現(xiàn)連接裙板與車(chē)身的支架出現(xiàn)疲勞開(kāi)裂現(xiàn)象，對(duì)列車(chē)行駛造成了極大的安全隱患。因此對(duì)裙板所受氣動(dòng)載荷的作用方式和裙板及支架的結(jié)構(gòu)響應(yīng)進(jìn)行研究分析對(duì)于解決裙板支架疲勞破壞問(wèn)題、提高高速列車(chē)行駛安全性能具有重要意義。
　　本

2、文討論了裙板支架承載的特點(diǎn)，確定氣動(dòng)載荷為引起裙板支架疲勞破壞的主要原因。通過(guò)對(duì)繞流問(wèn)題基本算例的研究，探究了穩(wěn)態(tài)條件下流體對(duì)固體產(chǎn)生非穩(wěn)態(tài)影響的原理。計(jì)算結(jié)果表明：一定條件下，流體流經(jīng)非流線形固體表面時(shí)邊界層發(fā)生分離，不斷脫落的渦團(tuán)使得尾流處壓力發(fā)生交替變化，對(duì)固體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生交變影響。
　　以CRH3型高速列車(chē)為研究對(duì)象，建立了包括列車(chē)車(chē)外流場(chǎng)、設(shè)備艙內(nèi)流場(chǎng)、裙板及其支架固體結(jié)構(gòu)的流固耦合計(jì)算模型。對(duì)列車(chē)明線行駛以及強(qiáng)側(cè)風(fēng)環(huán)境中行

3、駛兩種典型運(yùn)行工況下的流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算，得到了不同工況下設(shè)備艙內(nèi)外流場(chǎng)的分布情況，分析了不同位置的裙板所受氣動(dòng)載荷的產(chǎn)生原因及其變化規(guī)律。研究了列車(chē)行駛速度、強(qiáng)側(cè)風(fēng)風(fēng)速對(duì)上述結(jié)果的影響。
　　建立裙板及支架的有限元模型，將流場(chǎng)模擬所得裙板內(nèi)外表面壓力以外載荷的形式施加于裙板及支架的結(jié)構(gòu)仿真計(jì)算中，對(duì)裙板及支架結(jié)構(gòu)進(jìn)行承載分析。得到了明線行駛工況、強(qiáng)側(cè)風(fēng)行駛工況下裙板及支架的應(yīng)力分布及其變化情況。以裙板支架的筋板連接處為研究重