高速交會列車的氣動性能及車輛動力學(xué)特性研究.pdf

1、高速列車的交會是高速列車快速、安全運行的一個重要空氣動力學(xué)因素。高速列車交會過程中列車的空氣動力學(xué)性能及車輛動力學(xué)特性的產(chǎn)生機理以及車速、環(huán)境風(fēng)速、路況環(huán)境等多種因素對列車的影響規(guī)律的研究都對確保高速列車的快速、安全運行有著重要的意義。
　　本文中基于計算流體力學(xué)和計算多體系統(tǒng)動力學(xué)理論，分別建立了列車空氣動力學(xué)模型和列車多體動力學(xué)模型，利用計算流體分析軟件FLMENT與多體動力學(xué)分析軟件SIMPACK聯(lián)合仿真的方法，得到了交會過

2、程中列車的空氣動力學(xué)性能及車輛動力學(xué)響應(yīng)。針對列車的空氣動力學(xué)性能著重分析了列車會車過程中列車表面壓力分布、不同位置的會車壓力波、各節(jié)車氣動力(矩)；車輛動力學(xué)特性主要考慮了列車交會過程中的安全性指標(脫軌系數(shù)、輪重減載率、輪軸橫向力及輪軌垂向力)，列車振動加速度(橫向振動加速度、垂向振動加速度)的變化規(guī)律。本文針對列車交會問題的研究工作主要包括以下幾個方面：
　　1.無橫風(fēng)環(huán)境下，交會過程中高速列車的基本氣動性能及車輛動力學(xué)特性

3、，以及各響應(yīng)指標與車速之間的關(guān)系。
　　2.無橫風(fēng)環(huán)境下，分析了不同的線路環(huán)境(平地、路堤及橋梁)對高速交會列車的氣動性能及車輛動力學(xué)特性的影響，得到線路環(huán)境對交會列車的氣動性能及車輛動力學(xué)特性的影響很小。
　　3.針對線間距問題，分析驗證了在現(xiàn)行5.0m線間距值以車速350km/h和380km/h交會的合適性，并提出了在更高車速400km/h、420km/h及450km/h下的線間距建議值。
　　4.在超高車速450

4、km/h下列車等速交會力學(xué)性能與列車的線間距及流線型長度之間的關(guān)系，得到在現(xiàn)行線間距值5.0m下以速度450km/h正常運行的合適流線型長度。
　　5.不同速度等級的指數(shù)風(fēng)，作用在不同的線路環(huán)境(平地、路堤及橋梁)上的風(fēng)場分布方式，得到了平地、路堤及橋梁上監(jiān)測位置處風(fēng)速與入口風(fēng)之間的關(guān)系。另外，考慮到了常值風(fēng)加載及路面的摩擦系數(shù)。
　　6.橫風(fēng)環(huán)境下，高速列車在不同線路(平地、路堤及橋梁)上的交會的氣動性能及車輛動力學(xué)特性，