側風下高速列車氣動特性及運行安全性分析.pdf

1、隨著我國高速鐵路的快速發(fā)展，列車的運行速度逐步提高，運行環(huán)境更加惡劣，其空氣動力學性能和運行穩(wěn)定性將發(fā)生顯著變化。在側風作用下，高速列車周圍流場發(fā)生變化并引起車體表面壓強變化，氣動載荷顯著增大，發(fā)生脫軌或者傾覆的可能性也增大。因此，需要深入研究高速列車在不同條件下的氣動載荷性能，以保證列車的安全運行。
　　本文首先以CHR2型高速動車組為研究對象，基于流體力學的基本原理，建立了側風中列車在路堤、橋梁和平地運行時的三維空氣動力學模型

2、，對車體表面及周圍壓強隨車速的變化進行了分析，比較了不同風速和不同路況時，車體周圍的流場分布情況;并得到側風條件下列車在不同速度和不同路況時所受到的氣動載荷特性，分析對比了側風對頭車、中間車和尾車的不同影響;得到列車氣動載荷隨行車速度提高和側風速度的增大而顯著變大，其中頭車受到的氣動載荷影響要大于中間車和尾車，由此認為，列車在側風環(huán)境中的氣動性能的優(yōu)劣主要取決于頭車。通過對比列車在不同路況時的運行情況，得到高速列車在橋梁和平地上受到的氣

3、動載荷相差不大，優(yōu)于復線路堤，而列車在復線路堤下風線運行時，環(huán)境最為惡劣。
　　應用多體動力學軟件，建立高速列車的動力學模型，將氣動載荷結果輸入動力學模型，通過仿真計算，得到列車在不同側風速度和行駛速度時的輪軌垂向力、輪軌橫向力、脫軌系數(shù)和輪重減載率。根據(jù)車輛運行的安全性指標，對列車在不同風速和車速下運行情況進行評估，探討列車在橫風作用下的安全限速問題。
　　本文的工作為我國高速鐵路在側風中運行時提供了參考依據(jù)，研究結果對我