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横风作用下200km/h动车组安全性研究
| 论文题名： | 横风作用下200km/h动车组安全性研究 |
| 关键词： | 高速动车组;横风作用;安全性;列车空气动力学;计算分析;多体动力学;速度限值 |
| 摘要： | 随着我国高速铁路的发展，高速动车组的空气动力学尤其是横风作用下动车组的安全性研究值得重视。本文以国内某高速动车组为研究对象，研究了横风作用下该动车组在我国秦沈线及德国高干扰线路下通过直线及曲线时的安全性，并提出了该动车的速度限值。 首先，文章对列车空气动力学的理论进行了研究，推导出动车周围三维流场的基本控制方程。在作出一些合理假设的前提下，建立了该动车的空气动力学数学模型和物理模型，利用计算流体动力学软件FLUENT进行列车空气动力学的计算与分析，得出了动车在常值侧风和阵风工况下的气动力及气动力矩。通过对比，本文计算的压力系数曲线与相关文献的试验研究曲线的趋势基本吻合，计算结果具有一定的参考价值。研究表明，常值侧风和阵风工况下，动车受到的气动力和力矩曲线的趋势基本是一致的；除部分车速下头车的阻力和升力值小于中间车和尾车外，列车头车的气动力及力矩均大于中间车和尾车且呈现线性增加的趋势。 其次，借助德国多体动力学软件SIMPACK建立了该动车的多体动力学模型并进行了临界速度计算。该动车的线性临界速度为540km/h，非线性临界速度为410 km/h，均高于该车的构造速度200km/h。然后，文章研究了将空气动力学结果加载到多体动力学模型中，加载时间对动车安全性指标的影响。结合本文的研究，风载荷加载时间均采用2秒。 最后，通过计算得出了直线常值侧风和阵风工况、曲线常值侧风工况下动车在我国秦沈线和德国高干扰线路上运行的速度限值。从计算结果来看，利用我国秦沈线轨道谱计算的动力学安全指标比德国高干扰轨道谱计算的动力学安全指标保守。 |
| 作者： | 姚应峰 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 陈康 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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