高铁车辆的侧风扰动安全性探讨.pdfVIP

第34卷第3期 大 连 交 通 大 学 学 报 V01．34No．3 0FDALIAN 2013年6月 JOURNAL 儿AOTONGUNIVERSITY Jum2013 文章编号：1673—9590(2013)03—0001—08 高铁车辆的侧风扰动安全性探讨 朴明伟1，李娜1，方照根1，兆文忠2 (1．大连交通大学机械工程学院，辽宁大连116028；2．大连交通大学交通运输工程学院，辽宁大连 116028)米 摘要：从控制高铁运用安全风险角度出发，根据轨道车辆行业惯例，将曲线横风作为准静态风荷验证工 况，按照强制性技术要求，把直线或大曲线通过车轮减载率控制在0．6以内．随着大超高曲线通过车速的 k 提高，车体抗倾覆能力不断降低，特别是400rn／h轨道检测列车，在曲线横风下高速运行非常危险．根据 诸如高架线路等具体情况，尽快给出风荷特性曲线以指导高铁运用安全监管．同时，也应当采用诸如风洞 或水箱等先进试验手段，着重研究横向风荷的非稳态摄动影响，如隧道通过空气压力波动，以及驶离隧道 时尾流扰动等，为解决高速列车稳定鲁棒性问题提供先决条件． 关键词：高铁运用；安全性稳定性；风荷特征曲线；侧风扰动 文献标识码：A 0 引言 低风阻作为主要目标．根据崔涛博士的cFD分析 结果，在平地线路高速运行下车头风压很高，头部 对于高铁运用来讲，侧风扰动是一个既具有 端车车体将产生很大的点头气动力矩。3．因而端 不确定性又十分重要的安全影响因素．侧风扰动 车车体设计通常有意形成偏离车头方向的纵向偏 问题应当分为稳态和非稳态两种情况加以研究， 载，以平衡这一风压作用降低轴重转移．这将对列 前者以平地或高架线路的曲线侧风(或者曲线横 车尾部的末位转向架稳定裕度带来非常有害的影 风)作为典型工况，着重分析轮轨安全指标(如车 响，特别是在尾流扰动较为突出的工况下(如驶 轮减载率等)；而后者则以驶离隧道时尾流扰动 离隧道)有可能产生失稳(即摆尾振动，Trailing 作为典型工况，重点分析走行部动态行为的安全 car whipping)，并导致轮轨作用的安全性问题． 性(如车轴横向力和倾翻系数等)．但是侧风扰动 作用的主要载荷特征(简称风荷特征)目前尚不 由于大阻尼迟滞作用，与端车相邻转向架的车轮 是十分明确．结合当前高铁运用需求，当务之急应 踏面出现了非常明显的偏磨现象，这是目前在这 当从稳定鲁棒性的保守观点出发确定风荷特征． 类高铁车辆运用中镟轮周期仅为20余万km的 主要原因之一．所以，从我国高铁运用的安全性和 德国航天中心的caⅡarini教授指出。1；：轨道车辆 的侧风稳定性研究仍然是一个处于两难境地的研 经济性来讲，风荷特征研究是一项非常急迫的科 究课题．在300系列列车的运营经验基础上，日本 研任务． 新干线推出了必威体育精装版型的700系列列车，其空气动 为此，从高铁车辆运用的安全性角度出发，本 力学设计的突出特点之一就是“鸭嘴”型长鼻子 文首先讨论曲线通过轮轨安全和尾部端车稳定性 车头．无论采用“鸭嘴”或者“鹰