橫風(fēng)中橋上高速列車(chē)的氣動(dòng)性能和動(dòng)力學(xué)性能分析.pdf

1、我國(guó)已運(yùn)營(yíng)新建高速鐵路6000多公里，2012年還將開(kāi)通6000多公里，基本形成跨越廣袤地域空間的高速鐵路骨干網(wǎng)。我國(guó)新建高速鐵路線路中橋梁所占比重高達(dá)80％以上，受沿線不同地質(zhì)條件、不同氣候環(huán)境的影響，高速列車(chē)過(guò)橋安全性問(wèn)題十分復(fù)雜，已是我國(guó)高鐵安全運(yùn)營(yíng)不容忽視的問(wèn)題。其中，橫風(fēng)條件下橋上高速列車(chē)運(yùn)行安全性尤為重要，但目前國(guó)內(nèi)外的研究尚不夠全面和深入，急需加強(qiáng)相關(guān)基礎(chǔ)研究工作。此外，我國(guó)上海高速磁浮列車(chē)雖已運(yùn)營(yíng)9年，但對(duì)橫風(fēng)作用下橋上

2、高速磁浮列車(chē)的氣動(dòng)性能及運(yùn)行安全性和平穩(wěn)性的研究很少，需要開(kāi)展針對(duì)性的研究工作，促進(jìn)高速磁浮列車(chē)技術(shù)發(fā)展。在此背景下，本文主要開(kāi)展了橫風(fēng)作用下高架橋上高速輪軌列車(chē)和高速磁浮列車(chē)的氣動(dòng)性能研究，以及橫風(fēng)條件下橋上高速列車(chē)的運(yùn)行安全性分析，以期為我國(guó)高速鐵路設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)營(yíng)技術(shù)開(kāi)發(fā)提供參考。
　　首先建立了橫風(fēng)中高速輪軌列車(chē)和橋梁結(jié)構(gòu)系統(tǒng)、高速磁浮列車(chē)和橋梁結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的空氣動(dòng)力學(xué)模型以及列車(chē)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模型，分析了橋上高速輪軌列車(chē)和高速磁

3、浮列車(chē)的周?chē)鲌?chǎng)結(jié)構(gòu)、表面壓強(qiáng)分布，研究了行車(chē)速度、橫風(fēng)速度和橋梁高度對(duì)高速輪軌列車(chē)和高速磁浮列車(chē)各車(chē)氣動(dòng)力的影響，比較了高速輪軌列車(chē)在自然風(fēng)和均勻風(fēng)以及復(fù)線高架橋上、下風(fēng)線上的氣動(dòng)特征與運(yùn)行安全性，確定了高速輪軌列車(chē)在橫風(fēng)中運(yùn)行的安全臨界車(chē)速。分析比較了橫風(fēng)對(duì)平地上和高架橋上磁浮列車(chē)電磁鐵懸浮和導(dǎo)向間隙的影響，研究了橫風(fēng)速度對(duì)磁浮列車(chē)電磁鐵懸浮和導(dǎo)向間隙的影響，以及不平順激擾下磁浮列車(chē)動(dòng)力性能在有、無(wú)橫風(fēng)下的變化規(guī)律。
　　研究

4、結(jié)果表明，橫風(fēng)中高速輪軌列車(chē)的氣動(dòng)性能優(yōu)劣和運(yùn)行安全性高低主要由頭車(chē)決定，高速磁浮列車(chē)的氣動(dòng)性能主要由頭車(chē)和尾車(chē)來(lái)決定。隨著列車(chē)運(yùn)行速度的提高、橫風(fēng)速度的增加和橋梁高度增高，高速輪軌列車(chē)和高速磁浮列車(chē)的氣動(dòng)性能均越來(lái)越惡劣，高速輪軌列車(chē)的運(yùn)行安全性逐漸降低。在不同的橫風(fēng)速度和行車(chē)速度下，橋梁和路堤段高速列車(chē)各車(chē)的氣動(dòng)力變化規(guī)律基本一致，高速輪軌列車(chē)在橋上的氣動(dòng)性能稍好于路堤；高速輪軌列車(chē)在自然風(fēng)條件下的氣動(dòng)性能和安全性能比均勻風(fēng)下更差；