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大风下高速列车临界倾覆特性研究
| 论文题名： | 大风下高速列车临界倾覆特性研究 |
| 关键词： | 列车运行;高速列车;风力荷载;列车稳定性 |
| 摘要： | 列车在大风环境下运行，遭受到风力作用，其空气动力性能变得恶劣，加之轮轨之间的作用力和车辆系统自身的振动，使得列车在最不利外力组合的情况下发生脱轨、倾覆等。兰新第二双线沿途穿越我国风灾最为严重的几大风区，列车的行车安全受到严重威胁，所以对兰新第二双线高速列车进行大风下倾覆稳定性的研究有十分重要的现实意义。本文以静态平衡原理为基础，采用两种方法对大风下高速列车倾覆稳定性进行模拟计算。其中一种方法为日本早期用来评估列车倾覆稳定性的方法，即 Masaharu KUNIEDA（国枝正春）方法；另外一种方法为在国枝方法的基础上对其进行多次修正而来的，日本铁科所现用的横风稳定性评估方法，即YU HIBINO方法，又被称为Detailed Equation Method（详细解析式法）。 本研究首先对两种方法进行编程以及验证，并与国外文献进行对比，证明了程序的可行性和正确性。在此基础上，通过对兰新第二双线运行的CRH5型高速列车以及国内普遍运行的CRH2型高速列车结构进行全面的整合分析，建立了适用于两种列车车型的静力学倾覆稳定性的评价方法（包括国枝正春方法和详细解析式法）。该方法充分了考虑两种车型悬挂系统结构，也考虑列车横向振动惯性力和超离心力的作用以及抗侧滚扭杆和变刚度横向止挡对列车倾覆特性的影响。基于所建立的针对CRH5和CRH2型列车倾覆特性计算方法，对车速分别为120km/h、200km/h、250km/h，风速为20m/s、25m/s、30m/s、35m/s以及40m/s，风向角为30°、60°、70°、84.5°和90°的情况下进出防风明洞，进出隧道以及防风明洞口和隧道口交会时两种列车的倾覆特性进行研究，并讨论了不同取值、不同方向横向振动加速度对列车倾覆稳定性的影响。得出了风速、风向角和车速对车辆倾覆特性的影响规律，同时明确了CRH5型车抗侧滚扭杆装置对车辆抗倾覆性能的贡献，以及以上所建立的两种评价倾覆稳定性方法的差异和在大风环境影响下两种列车的倾覆特性。本文得到的结果对兰新第二双线运行高速列车大风环境下进出防风明洞和隧道时倾覆稳定性评估有一定的参考价值，也可供其它线路高速列车作为评价运行稳定性的参考之一。 |
| 作者： | 牛军 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 周朝晖;梅元贵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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