高速列車側(cè)風(fēng)安全性研究.pdf

1、隨著列車速度的不斷提高、車輛的輕量化發(fā)展，以及我國(guó)高鐵運(yùn)行區(qū)域的擴(kuò)大，側(cè)風(fēng)下高速列車的運(yùn)行安全性正受到前所未有的挑戰(zhàn)。我國(guó)還沒(méi)有建立完整的高速列車側(cè)風(fēng)安全評(píng)價(jià)體系，并且有蘭新線這樣的特殊運(yùn)行環(huán)境，側(cè)風(fēng)的隨機(jī)性和脈動(dòng)性更加彰顯。因此針對(duì)我國(guó)高速列車運(yùn)用條件，進(jìn)行高速列車側(cè)風(fēng)安全性研究具有十分重大的意義。為了對(duì)高速列車側(cè)風(fēng)安全性進(jìn)行研究，本文建立了高速列車的頭車非線性動(dòng)力學(xué)精細(xì)模型和三種不同的風(fēng)載模型。
　　首先，考慮車體柔性、車下設(shè)

2、備和各種非線性因素，建立了高速列車車輛動(dòng)力學(xué)仿真模型。分別基于均勻風(fēng)假設(shè)、風(fēng)的瞬態(tài)效應(yīng)以及風(fēng)的隨機(jī)性，建立了定常穩(wěn)態(tài)風(fēng)載、瞬態(tài)中國(guó)帽風(fēng)載和非定常隨機(jī)風(fēng)載模型。并根據(jù)準(zhǔn)靜態(tài)理論和合成風(fēng)速理論，將氣動(dòng)載荷作為外部激勵(lì)加載到車輛動(dòng)力學(xué)模型上。
　　然后，通過(guò)動(dòng)力學(xué)仿真計(jì)算，得到了四大安全性指標(biāo)—脫軌系數(shù)、輪重減載率、傾覆系數(shù)和輪軸橫向力，并根據(jù)這些安全性指標(biāo)，研究了軌道激擾和曲線軌道對(duì)側(cè)風(fēng)運(yùn)行安全性的影響。根據(jù)有關(guān)車輛動(dòng)力學(xué)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，

3、得到了安全指標(biāo)限值下的臨界風(fēng)速，并根據(jù)臨界風(fēng)速，研究了適合用于評(píng)價(jià)高速列車側(cè)風(fēng)運(yùn)行安全性的指標(biāo)。通過(guò)與試驗(yàn)和仿真的對(duì)比分析，研究了蘭新線脈動(dòng)風(fēng)的等效簡(jiǎn)化模型。根據(jù)車輛脫軌臨界風(fēng)速，分析了各種風(fēng)載模型下根據(jù)安全性指標(biāo)限速的安全裕量。
　　通過(guò)計(jì)算不同風(fēng)載模型下車輛的非線性臨界速度，研究了三種風(fēng)載模型對(duì)側(cè)風(fēng)下車輛蛇行運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性的影響。研究了單向側(cè)風(fēng)對(duì)車輪偏磨的影響，以及車輪存在偏磨情況下的側(cè)風(fēng)安全性。通過(guò)計(jì)算不同風(fēng)載模型下車輛輪廓控制