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高海拔特长隧道气动载荷特性分析
| 论文题名： | 高海拔特长隧道气动载荷特性分析 |
| 关键词： | 特长隧道;气动载荷特性;列车通过;抗疲劳设计;广义黎曼变量特征线;时域特性 |
| 摘要： | 列车通过隧道产生的压力波不仅会影响旅客乘车的舒适性,产生耳鸣、耳膜疼痛等症状,同时压力波会形成剧烈的气动载荷,气动载荷作用于隧道内设备(如照明设备)会引发构件的疲劳破坏,严重影响构件的使用寿命,严重时危及行车安全。另外,气动载荷作用于车体会使车体受到强烈的冲击而损坏车体结构。我国是一个隧道大国,几年来大规模修建的隧道中,特长隧道所占的比重越来越大。再加之我国区域经济发展的需求和地理条件的限制,高海拔特长隧道的建设也会不断发展。所以,对我国高海拔特长隧道的气动载荷特性进行研究,分析其变化规律和分布特性有着十分重要的意义。 本文以西格段新建关角隧道为研究对象,应用一维可压缩非定常不等熵流动模型的广义黎曼变量特征线方法对隧道内的压力波进行了数值模拟,并对隧道内的法向气动载荷和纵向气动载荷进行了时域特性的研究。基于傅立叶变换理论应用MATLAB数学软件对隧道内的法向气动载荷和纵向气动载荷进行了频域特性的研究,得到了设计时速下隧道内不同位置的法向和纵向气动载荷和载荷变化率的时域及频域变化及分布规律。同时得到了不同速度对于隧道内法向、纵向气动载荷的影响特征。 本文还对列车通过隧道时,车厢内、车厢外气动载荷和车厢内外压力差的时域和频域特性进行了研究。以头车、中间车、尾车为例,得到了设计时速下不同车厢内外气动载荷时域和频域的变化及分布规律。以及设计时速下车厢内外压力差的时域和频域的变化及分布规律。同时得到了不同速度对于车体承受气动载荷的影响特征。 通过上述研究,对高海拔特长隧道的气动载荷特性有了初步的认识,为特长隧道内旅客舒适性研究和隧道内设备的疲劳寿命研究及列车的抗疲劳设计奠定了基础。 |
| 作者： | 霍卿 |
| 专业： | 热能工程 |
| 导师： | 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： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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