阵风作用下高速列车—桥梁系统气动作用机理

发布时间：2022-02-19 06:11

　　在阵风环境下高速列车由既有线路驶入桥梁时,可能会由于其自身气动特性发生较大变化而导致列车出现脱轨事故。这是由于真实环境中的风场并非恒定风场,而是处于方向大小的不断变化中,即使阵风的平均风速并不足以造成列车脱轨,但当风速随时间不断叠加至极值风速,此时列车脱轨的概率呈现出指数增长。因此,研究阵风作用下列车在桥梁上行驶的安全性问题,对于确保运行中列车的安全性有重要意义。本文首先对比分析当列车行驶的流场环境分别为无风,恒风,阵风时,列车表面的压力分布情况,以及对不同风环境下列车周围的外流场特性进行分析。其次,选择不同工况并分析其改变对列车所受气动载荷有何影响。对比分析阵风与恒风分别作用下,改变单一工况对列车气动载荷的影响。在此基础上研究阵风相对于恒风对列车气动载荷的作用的差异。分析在阵风作用的一个完整的时间历程内,列车在不同工况下自身所受气动载荷随时间的变化规律;分析各组工况下列车所受气动载荷,在此基础上分析不同工况之间气动载荷的变化幅度。对比在相同时间内,阵风与恒风分别作用时,列车所受气动载荷随时间的变化规律的差别。最后,计算出不同安全指标下列车运行的安全域。在此基础上,对比分析列车在阵风与... 

【文章来源】：大连交通大学辽宁省

【文章页数】：99 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
        1.1.1 课题的研究背景
        1.1.2 课题的研究意义
    1.2 国内外研究现状
    1.3 现有研究的不足
    1.4 课题主要研究内容
    本章小结
第二章 高速列车-桥梁空气动力学模型
    2.1 列车-桥梁模型的选择
        2.1.1 列车-桥梁几何模型
        2.1.2 列车-桥梁几何模型的建立
        2.1.3 仿真工况
    本章小结
第三章 无风及恒风环境下高速列车-桥梁系统的气动特性
    3.1 无风环境下高速列车的气动特性
        3.1.1 无风环境列车表面压力特性分析
        3.1.2 无风环境列车外流场特性分析
    3.2 恒定风环境下高速列车的气动特性
        3.2.1 恒定风环境列车表面压力特性分析
        3.2.2 恒定风环境列车外部流场特性分析
    本章小结
第四章 阵风作用下高速列车-桥梁系统的气动特性
    4.1 车速对高速列车气动载荷的影响
    4.2 不同风环境下车速与列车气动载荷的关系
    4.3 风向角对高速列车气动载荷的影响
    4.4 不同风环境下风向角与列车气动载荷的关系
    4.5 风攻角对高速列车气动载荷的影响
    4.6 不同风环境下风攻角与列车气动载荷的关系
    4.7 极值风速对高速列车气动载荷的影响
    4.8 不同风环境下极值风速与列车气动载荷的关系
    本章小结
第五章 阵风下高速列车-桥梁系统气动载荷时域特性分析
    5.1 阵风模型
    5.2 阵风环境列车外部流场特性分析
    5.3 阵风作用下列车气动载荷时域特性分析
        5.3.1 车速对列车气动载荷时域特性的影响
        5.3.2 风向角对列车气动载荷时域特性影响
        5.3.3 风攻角对列车气动载荷时域特性的影响
        5.3.4 阵风极值对列车气动载荷时域特性的影响
    5.4 不同外部环境作用时列车气动载荷时域特性分析
    本章小结
第六章 阵风环境中高速列车-桥梁系统的运行安全性分析
    6.1 高速列车模型
    6.2 高速列车运行安全性指标
        6.2.1 脱轨系数
        6.2.2 轮重减载率
        6.2.3 轮轨垂向力
        6.2.4 轮轴横向力
    6.3 阵风环境列车安全性分析
        6.3.1 不同车速时列车安全性分析
        6.3.2 不同风向角时列车安全性分析
        6.3.3 不同风攻角时列车安全性分析
        6.3.4 不同阵风极值时列车安全性分析
    6.4 不同风环境下列车安全性分析
    本章小结
结论与展望
    主要研究结论
    研究展望
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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博士论文
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硕士论文
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[4]横风中复线路堤上高速列车气动性能和运行安全性研究[D]. 李振.西南交通大学 2011
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本文编号：3632372