高速列車裙板氣動載荷仿真識別及結(jié)構(gòu)響應分析.pdf

1、高速列車運行速度不斷提升，由此而產(chǎn)生的空氣動力學問題也日益突出，氣動載荷對列車車體以及其附屬裝備的影響愈加明顯。位于列車車下設備艙兩側(cè)的裙板是保護車下吊裝設備，減少車身空氣阻力的重要裝備。我國高速列車運行時間較短，但已發(fā)現(xiàn)連接裙板與車身的支架出現(xiàn)疲勞開裂現(xiàn)象，對列車行駛造成了極大的安全隱患。因此對裙板所受氣動載荷的作用方式和裙板及支架的結(jié)構(gòu)響應進行研究分析對于解決裙板支架疲勞破壞問題、提高高速列車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，確定氣動載荷為引起裙板支架疲勞破壞的主要原因。通過對繞流問題基本算例的研究，探究了穩(wěn)態(tài)條件下流體對固體產(chǎn)生非穩(wěn)態(tài)影響的原理。計算結(jié)果表明：一定條件下，流體流經(jīng)非流線形固體表面時邊界層發(fā)生分離，不斷脫落的渦團使得尾流處壓力發(fā)生交替變化，對固體結(jié)構(gòu)產(chǎn)生交變影響。
　　以CRH3型高速列車為研究對象，建立了包括列車車外流場、設備艙內(nèi)流場、裙板及其支架固體結(jié)構(gòu)的流固耦合計算模型。對列車明線行駛以及強側(cè)風環(huán)境中行

3、駛兩種典型運行工況下的流場進行了數(shù)值模擬計算，得到了不同工況下設備艙內(nèi)外流場的分布情況，分析了不同位置的裙板所受氣動載荷的產(chǎn)生原因及其變化規(guī)律。研究了列車行駛速度、強側(cè)風風速對上述結(jié)果的影響。
　　建立裙板及支架的有限元模型，將流場模擬所得裙板內(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)仿真計算中，對裙板及支架結(jié)構(gòu)進行承載分析。得到了明線行駛工況、強側(cè)風行駛工況下裙板及支架的應力分布及其變化情況。以裙板支架的筋板連接處為研究重