側(cè)風(fēng)下高速列車氣動特性及運行安全性分析.pdf

1、隨著我國高速鐵路的快速發(fā)展，列車的運行速度逐步提高，運行環(huán)境更加惡劣，其空氣動力學(xué)性能和運行穩(wěn)定性將發(fā)生顯著變化。在側(cè)風(fēng)作用下，高速列車周圍流場發(fā)生變化并引起車體表面壓強變化，氣動載荷顯著增大，發(fā)生脫軌或者傾覆的可能性也增大。因此，需要深入研究高速列車在不同條件下的氣動載荷性能，以保證列車的安全運行。
　　本文首先以CHR2型高速動車組為研究對象，基于流體力學(xué)的基本原理，建立了側(cè)風(fēng)中列車在路堤、橋梁和平地運行時的三維空氣動力學(xué)模型

2、，對車體表面及周圍壓強隨車速的變化進行了分析，比較了不同風(fēng)速和不同路況時，車體周圍的流場分布情況;并得到側(cè)風(fēng)條件下列車在不同速度和不同路況時所受到的氣動載荷特性，分析對比了側(cè)風(fēng)對頭車、中間車和尾車的不同影響;得到列車氣動載荷隨行車速度提高和側(cè)風(fēng)速度的增大而顯著變大，其中頭車受到的氣動載荷影響要大于中間車和尾車，由此認(rèn)為，列車在側(cè)風(fēng)環(huán)境中的氣動性能的優(yōu)劣主要取決于頭車。通過對比列車在不同路況時的運行情況，得到高速列車在橋梁和平地上受到的氣

3、動載荷相差不大，優(yōu)于復(fù)線路堤，而列車在復(fù)線路堤下風(fēng)線運行時，環(huán)境最為惡劣。
　　應(yīng)用多體動力學(xué)軟件，建立高速列車的動力學(xué)模型，將氣動載荷結(jié)果輸入動力學(xué)模型，通過仿真計算，得到列車在不同側(cè)風(fēng)速度和行駛速度時的輪軌垂向力、輪軌橫向力、脫軌系數(shù)和輪重減載率。根據(jù)車輛運行的安全性指標(biāo)，對列車在不同風(fēng)速和車速下運行情況進行評估，探討列車在橫風(fēng)作用下的安全限速問題。
　　本文的工作為我國高速鐵路在側(cè)風(fēng)中運行時提供了參考依據(jù)，研究結(jié)果對我