大風(fēng)下高速列車臨界傾覆特性研究.pdf

1、列車在大風(fēng)環(huán)境下運(yùn)行，遭受到風(fēng)力作用，其空氣動(dòng)力性能變得惡劣，加之輪軌之間的作用力和車輛系統(tǒng)自身的振動(dòng)，使得列車在最不利外力組合的情況下發(fā)生脫軌、傾覆等。蘭新第二雙線沿途穿越我國風(fēng)災(zāi)最為嚴(yán)重的幾大風(fēng)區(qū)，列車的行車安全受到嚴(yán)重威脅，所以對(duì)蘭新第二雙線高速列車進(jìn)行大風(fēng)下傾覆穩(wěn)定性的研究有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。本文以靜態(tài)平衡原理為基礎(chǔ)，采用兩種方法對(duì)大風(fēng)下高速列車傾覆穩(wěn)定性進(jìn)行模擬計(jì)算。其中一種方法為日本早期用來評(píng)估列車傾覆穩(wěn)定性的方法，即 M

2、asaharu KUNIEDA（國枝正春）方法；另外一種方法為在國枝方法的基礎(chǔ)上對(duì)其進(jìn)行多次修正而來的，日本鐵科所現(xiàn)用的橫風(fēng)穩(wěn)定性評(píng)估方法，即YU HIBINO方法，又被稱為Detailed Equation Method（詳細(xì)解析式法）。
　　本研究首先對(duì)兩種方法進(jìn)行編程以及驗(yàn)證，并與國外文獻(xiàn)進(jìn)行對(duì)比，證明了程序的可行性和正確性。在此基礎(chǔ)上，通過對(duì)蘭新第二雙線運(yùn)行的CRH5型高速列車以及國內(nèi)普遍運(yùn)行的CRH2型高速列車結(jié)構(gòu)進(jìn)行全

3、面的整合分析，建立了適用于兩種列車車型的靜力學(xué)傾覆穩(wěn)定性的評(píng)價(jià)方法（包括國枝正春方法和詳細(xì)解析式法）。該方法充分了考慮兩種車型懸掛系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，也考慮列車橫向振動(dòng)慣性力和超離心力的作用以及抗側(cè)滾扭桿和變剛度橫向止擋對(duì)列車傾覆特性的影響。基于所建立的針對(duì)CRH5和CRH2型列車傾覆特性計(jì)算方法，對(duì)車速分別為120km/h、200km/h、250km/h，風(fēng)速為20m/s、25m/s、30m/s、35m/s以及40m/s，風(fēng)向角為30°、60°

4、、70°、84.5°和90°的情況下進(jìn)出防風(fēng)明洞，進(jìn)出隧道以及防風(fēng)明洞口和隧道口交會(huì)時(shí)兩種列車的傾覆特性進(jìn)行研究，并討論了不同取值、不同方向橫向振動(dòng)加速度對(duì)列車傾覆穩(wěn)定性的影響。得出了風(fēng)速、風(fēng)向角和車速對(duì)車輛傾覆特性的影響規(guī)律，同時(shí)明確了CRH5型車抗側(cè)滾扭桿裝置對(duì)車輛抗傾覆性能的貢獻(xiàn)，以及以上所建立的兩種評(píng)價(jià)傾覆穩(wěn)定性方法的差異和在大風(fēng)環(huán)境影響下兩種列車的傾覆特性。本文得到的結(jié)果對(duì)蘭新第二雙線運(yùn)行高速列車大風(fēng)環(huán)境下進(jìn)出防風(fēng)明洞和隧道時(shí)