高速列車底板氣動(dòng)效應(yīng)研究.pdf

1、車下吊裝的封閉設(shè)備艙為一細(xì)長箱型結(jié)構(gòu)，大型設(shè)備均安裝在內(nèi)，外部封蓋裙板、底板，其結(jié)構(gòu)損傷是高速列車運(yùn)行安全的重大隱患。隨著高速列車運(yùn)行速度的提高，且伴隨著客運(yùn)專線上密集的隧道群，地面氣動(dòng)效應(yīng)更加明顯，有必要對車體上的底板等壁板結(jié)構(gòu)的氣動(dòng)效應(yīng)進(jìn)行研究。鑒于顫振等一些氣動(dòng)彈性現(xiàn)象具有較強(qiáng)的結(jié)構(gòu)破壞能力，引起一些非期望的振動(dòng)，從而引發(fā)疲勞問題，所以高速列車的底板等壁板結(jié)構(gòu)與飛行器的設(shè)計(jì)一樣，在亞聲速范圍內(nèi)需要進(jìn)行顫振排除。
　　本文基于

2、不可壓縮氣體的定常勢流理論，建立氣動(dòng)載荷作用下壁板的運(yùn)動(dòng)方程，分別采用里茲-伽遼金法、微分求積法對運(yùn)動(dòng)方程進(jìn)行離散，并編程求解，判斷壁板結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性;最后采用Newmark-β法對壁板結(jié)構(gòu)進(jìn)行時(shí)域求解，得到壁板失穩(wěn)時(shí)的位移響應(yīng)、頻域響應(yīng)特性。
　　根據(jù)流-固耦合理論，利用ANSYS/CFX建立三維壁板的流-固耦合模型，計(jì)算得到三維壁板的失穩(wěn)速度，壁板在不同來流速度下的位移、壓力響應(yīng)，與理論計(jì)算結(jié)果進(jìn)行對比分析，驗(yàn)證ANSYS/CF

3、X方法的適用性。
　　通過在CRH380AM更高速度試驗(yàn)列車底板、裙板等位置布置的壓差傳感器，測得列車地面氣動(dòng)效應(yīng)的數(shù)據(jù)，研究不同速度等級、不同運(yùn)營工況（通過串聯(lián)隧道群）設(shè)備艙壁板結(jié)構(gòu)上的壓差變化規(guī)律及載荷特征。
　　基于實(shí)測氣動(dòng)載荷對設(shè)備艙底板進(jìn)行瞬態(tài)動(dòng)力學(xué)分析，得到底板在通過隧道時(shí)的應(yīng)變、位移響應(yīng)，通過位移響應(yīng)判斷底板的氣動(dòng)穩(wěn)定性。分析底板上的應(yīng)力與氣動(dòng)載荷之間的關(guān)系，定性的分析列車通過連續(xù)隧道對底板結(jié)構(gòu)的損傷影響。