随着国内高速铁路网不断完善、城市内部和城际之间的轨道交通快速发展,城际列车设计速度逐年提高,达到160 km/h,其在运行过程中将面临一系列空气动力学问题。为分析160 km/h城际列车运行时的综合气动性能,利用STAR CCM+软件,采用三维雷诺时均Realizable k-ε湍流模型模拟城际列车的周围流场特性,应用重叠网格模拟列车穿越隧道的滑移运动,将原始头型、改进头型和车顶设备城际列车模型进行数值仿真分析,研究160 km/h城际列车明线运行和通过2种不同横截面积隧道时的流场特性和车体的受力情况,分析城际列车在不同工况下的气动性能。研究结果表明适用于干线铁路160 km/h城际列车的头车气动阻力较大,通过改进头车的凹槽外形和空调导流斜面,可减少头车所受气动阻力,头车的阻力系数由0.397减小为0.349,降幅12%,整车减少8.26%。横风条件下,头车车身阻力系数随...

双层高速动车组因其重心高、迎风面积大等特点,运行安全受横风影响更为显著。以我国某双层高速动车组作为研究对象,建立横风条件下3节车辆编组的气动仿真分析模型,通过与风洞试验数据比较,验证模型有效性,仿真得到了在不同横风条件下各车辆所受到的气动载荷,基于EN14067标准中的五质量模型方法,分析了横风条件下双层高速动车组倾覆安全性,得到了列车临界倾覆风速曲线。研究结果表明横风条件下头车气动载荷最大,且在60°左右的侧滑角时达到最大;当横风垂直于列车行进方向时,临界倾覆风速随车速增加而下降,在车速为80 km/h左右,其下降趋势出现明显的变化,动车组以200 km/h速度运行在平地时,头车临界倾覆风速为22.5 m/s。在同等车速条件下,头车临界倾覆风速随风向角的增加迅速下降,平地路况在风向角为90°时取得最小值,路堤和桥梁路况在风向...

为研究双层桁架桥上列车位于主梁断面上、下层的气动特性,通过节段模型风洞试验对双层桁架主梁断面上列车进行测力、测压。以某大跨度公铁两用悬索桥和CRH2列车为背景,研究双层桁架主梁断面上列车在迎、背风侧时,列车位于上、下层时的三分力系数、平均风压系数以及脉动风压系数,并且分析风攻角对上、下层列车气动特性的影响。研究结果表明1)上层列车的阻力系数要显著小于下层列车,当列车位于迎风侧时,下层列车的阻力系数可达到上层列车阻力系数的1.6倍,上、下层列车的力矩系数大小基本相同,但是上层列车的升力系数大于下层列车;上、下层列车的阻力系数随风攻角的增加逐渐减小并且两者的差值也逐渐减小。2)上层列车的迎风面、背风面的压差明显小于下层列车的情况,使得上层列车的总体阻力小于下层列车,并且上层列车的顶面、底面...

新建甬州铁路桃夭门大桥为主跨666 m的分离式三箱梁斜拉桥,与既有桃夭门公路大桥并列布置且距离较近,两桥主梁间的气动干扰是大桥抗风设计中必须考虑的关键因素。基于节段模型风洞试验方法,研究新桥单独存在和新桥和既有桥梁同时存在时新桥和既有桥梁的涡振性能,分析分离式三箱梁新桥与单箱梁既有桥梁之间气动干扰效应对主梁涡振性能的影响。在新桥单独存在时,分离式三箱梁新桥产生了大幅涡振,在开槽处设置格栅板能显著降低涡振响应;此外采用CFD仿真结果显示,开槽处设置格栅板后漩涡脱落明显降低而抑制了涡振。气动干扰研究结果表明在不同风向下,新桥和既有桥梁之间的气动干扰效应对主梁的涡振性能影响不同。新桥位于迎风侧时,新桥的涡振性能与新桥单独存在时基本一致,下游既有桥梁对其涡振性能影响很小;迎风侧新桥的存在减小...

为了解决某型铁路捣固车的捣固装置在使用过程中出现夹持油缸异响的问题,基于捣固装置结构和液压系统建立模型,分析激振力对夹持液压系统压力的影响,提出了在夹持油缸回油路设置单向阻尼孔,达到稳定液压系统压力的目的。通过AMESIM对系统进行仿真,证实了激振力对夹持油缸压力的影响以及阻尼孔在稳定压力时所起的作用,结果表明在回油路设置合适的单向阻尼孔可以有效稳定夹持液压系统压力,从而可提高捣固装置的作业性能。

为研究板桁结合梁的涡振性能及抑振措施,以国内某拟建公轨两用斜拉桥为研究对象,通过1:60缩尺比节段模型风洞试验,在低阻尼条件下研究主梁的涡振性能及涡振主要诱因,进一步探究检修道栏杆形式、安装水平翼板以及间隔封闭检修道栏杆对板桁结合梁涡振性能的影响。研究结果表明:该板桁结合梁在成桥状态+3°风攻角下会发生大幅竖向及扭转涡振,而且桥面检修道栏杆和防撞栏杆是引起涡振的主要原因。改变检修道栏杆外形对竖向和扭转涡振的控制效果都不理想;安装水平翼板能够有效抑制竖向涡振,但是对扭转涡振的控制效果不佳;间隔封闭检修道栏杆对主梁竖向及扭转涡振均有较好的控制效果,而且其控制效果与封闭栏杆的方式有关,而非仅取决于透风率的改变。从机理上看,这可能是因为间隔封闭检修道栏杆不仅改变了涡脱方式,而且削弱了涡激力沿...

近海台风波浪的气动干扰可能对桥面标高较低的近海桥梁主梁的气动特性产生显著影响。为研究孤立波边界对流线型箱梁的气动力系数的影响，针对流线型箱梁进行一系列参数化的风洞试验，并运用CFD方法模拟波浪边界影响下的二维风场，与试验结果进行验证。系统分析波峰位置、桥下净空、攻角和波高等条件对主梁气动力系数的影响。通过CFD流场分析对气动力系数变化的可能机理进行讨论。研究结果表明:相较于无波浪条件，随着波峰从上风向靠近主梁，主梁的气动力系数呈先降低后升高的趋势，在下风向梁体附近气动力系数达到极值，此后随着波峰远离，气动力系数逐渐减小。这是由于波浪与梁截面之间局部流场方向和压强发生变化。在桥下净空小于2倍的桥宽范围内，气动力系数变化幅度随桥下净空的减小而增大，随波高的增大而增大。

随着运行速度的提升,高速动车组受到的外部激扰愈发剧烈。尤其是动车组通过隧道和在隧道内交会时,车厢外部产生剧烈的瞬变压力,传入车厢内部会引起内部压力的明显变化,从而导致司乘人员产生耳闷、耳鸣、耳痛甚至耳膜破裂等耳感不适和医学安全健康问题。为减缓或消除耳感不适等问题,需研究高速列车运行过程中的气密性能对车内气压波动和乘客乘坐舒适度的影响关系。采用线路实车试验测试方法,测试动车组通过不同长度隧道时不同车厢内外压力的变化情况。同时基于车厢内外压力传递差分模型和动态时间规整算法,确定动车组通过不同隧道时不同车厢的动态密封指数。在此基础上进一步探究高速列车不同车厢编组位置对车厢动态密封指数的影响规律。研究结果表明:列车车厢的动态密封指数不仅随着隧道长度的变化表现出明显差异,而且还与...

针对小半径曲线段上出现过超高与欠超高的现象,提出一种能够自动调节超高值的液压杆式轨枕,对轨枕的结构组成和工作原理作简要说明。基于有限元法建立轨枕及下部结构的三维模型,在此基础上,分析在列车荷载作用下,轨枕及下部装置在不同外轨超高状态下的结构强度,同时对比铰接件垫板面积、铰接件宽度、导向块长度和外轨支承钢块厚度等参数对轨枕及下部装置的结构强度的影响规律。研究结果表明:在承受垂向、纵向、横向荷载且轨枕外轨超高在150 mm以内时,轨枕及下部结构强度均符合材料强度要求;增加垫板面积能够降低铰接件和外轨处钢枕部位承受的最大压应力;增加导向块长度能降低导向块所承受的最大拉应力和最大压应力;铰接件宽度的增大不利于增加铰接件处的强度;支承钢块的厚度可适当减少来降低轨枕及下部装置整体重心。

动车组配电柜体积大、质量重,车内空间狭小,为此设计一款装配装置实现大角度翻转。而翻转过程中重心位置动态变化,翻转过程受力复杂。通过静力学分析所得的力矩曲线可知,翻转角度在0.224π和0.239π时,产生2类不利的前倾方式,并通过气动缓冲器和结构优化加以解决。对优化前后的翻转过程进行柔性多体动力学仿真分析,研究结果表明优化后前倾力矩被有效抑制,配电柜可顺利翻转。输出柔性体关键部位的动态应力曲线,实现机械结构的动态设计。