高速列車車體氣密疲勞強(qiáng)度試驗臺氣密載荷加載特性的仿真分析.pdf

1、高速列車在高速會車及通過隧道時會產(chǎn)生的高頻、高幅值的氣密載荷，氣密載荷長期作用于車體勢必造成車體的疲勞破壞，給列車的行車安全造成威脅。目前，已有的西飛和四方試驗臺能夠進(jìn)行高速列車車體的氣密載荷試驗。但是已有試驗臺所施加的氣密載荷的分布特性及其影響因素還不明了；同時，該氣密載荷的頻率與實際列車承受的氣密載荷的頻率差距較大。因此，需要對西飛和四方試驗臺所施加的氣密載荷進(jìn)行研究，進(jìn)一步理解其氣密載荷的加載特性，在此基礎(chǔ)上提出更加接近列車實際運(yùn)

2、行情況的試驗方案-交變壓力模擬試驗臺，并進(jìn)行該試驗臺的仿真研究并對其設(shè)計參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，從而為實際試驗臺的建立提供參考。
　　論文使用數(shù)值模擬的方法，根據(jù)已有試驗臺的結(jié)構(gòu)及試驗過程，確定了進(jìn)行試驗臺氣密載荷仿真研究的湍流計算模型、邊界條件及初始條件；使用Gambit軟件建立了已有試驗臺的幾何模型；使用計算流體動力學(xué)仿真軟件FLUENT，對西飛和四方試驗臺氣密載荷的加載過程進(jìn)行了仿真研究。通過仿真分析，獲得了西飛和四方試驗臺三角及正弦

3、氣密載荷的加載特性，得到了進(jìn)排氣量、填充物體積對三角氣密載荷幅值特性、速度特性及分布特性的影響規(guī)律，并提出了已有試驗臺的改進(jìn)途徑。
　　論文提出了交變壓力模擬試驗臺的設(shè)計思想，探討了氣密載荷作用下，試驗車體原型及其模型的幾何相似性及應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的相似性，確定了不同相似比車體模型的有效氣密載荷，通過仿真計算驗證了運(yùn)用活塞機(jī)構(gòu)給試驗車體模型施加氣密載荷的可行性；在此基礎(chǔ)上，建立了相似比為5的車體模型的交變壓力模擬試驗臺的仿真模型，根據(jù)

4、仿真計算結(jié)果對該試驗臺流場的變化特點及氣密載荷的加載特性進(jìn)行了分析，得到了試驗臺密閉室容積、活塞排量及偏心輪轉(zhuǎn)速對氣密載荷加載特性的影響規(guī)律；應(yīng)用正交試驗設(shè)計的方法，對載荷加載頻率為1 Hz的交變壓力模擬試驗臺的主要設(shè)計參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計，獲得了以載荷均勻性和功耗為綜合評價指標(biāo)的最優(yōu)的交變壓力模擬試驗臺的設(shè)計方案。
　　論文對西飛和四方試驗臺的研究有助于認(rèn)識試驗臺氣密載荷的加載特性及影響因素對氣密載荷的影響規(guī)律；論文針對交變壓力模