横风对高速动车组直线运行动力学性能的影响VIP免费

Ξ收稿日期:2008-12-25基金项目:国家“973”重点基础基金资助项目(2007CB714700);国家自然科学基金资助项目(50775191);国家重点实验室自主研究课题资助项目(2008TPL-T03);西南交通大学青年教师科研起步基金资助项目(2008Q060).作者简介:马卫华(1979—),山东滕州人,博士,讲师,主要从事机车稳定性研究.横风对高速动车组直线运行动力学性能的影响Ξ马卫华1,罗世辉1,宋荣荣2(1.西南交通大学牵引动力国家重点实验室,成都610031;2.西南民族大学计算机科学与技术学院,成都610041)摘要:通过建立高速动车组动力学仿真模型,分析了高速动车组在所受气动升力、侧力和倾覆力矩作用下的运行安全性.以某350km/h动车组为原型,采用动拖动的编组方式,建立了列车动力学模型.动车转向架采用转臂式轴箱定位结构,二系悬挂由空气弹簧与横向减振器、抗蛇行减振器组成.研究常速横风及阵风对动车组各车的影响.仿真结果表明:横向风对脱轨系数、轮重减载率及轮轨横向力均有很大的影响,尤其是轮重减载率,在所计算的工况下,几乎所有的轮重减载率均超出了标准要求,因此在横向阵风的作用下,动车必须限速运行,否则会有脱轨的危险;另外,阵风对动车组的影响要大于常值侧风,并且横风对头车的影响比其他车辆要大很多.关键词:横风;动车组;动力学;轮轨;脱轨中图分类号:U260文献标识码:A文章编号:1671-0924(2009)03-0001-05InfluenceofCross2windonDynamicPerformanceofHigh2speedEMUonStraightTrackMAWei2hua1,LUOShi2hui1,SONGRong2rong2(1.TractionPowerStateKeyLaboratory,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031,China;2.CollegeofComputerScienceandTechnology,SouthwestUniversityforNationalities,Chengdu610041,China)Abstract:Bybuildingdynamicsimulationmodelforhigh2speedEMU,thispaperanalyzestherunningsafetyofEMUundertheeffectofaerodynamicsideforce,liftforceandrollingmoment.Takingonekindof350km/hEMUasaprototype,atraindynamicmodelisbuiltwiththemotor2trailer2motorarrangement.Thetumblerjournalboxisadoptedinthebogieofthevehicleandthesecondarysuspensionsystemconsistsofairspring,lateraldamperandthelongitudinaldamper.Theinfluenceofthemildwind(15m/s)andthegustcrosswind(25m/s)ontheEMUisresearched.Simulationresultsshowthatthecrosswindhasabiginfluencenotonlyonthewheelsetlateralforce,derailmentcoefficientbutalsoonthewheelloadde2creaserate.Nearlyallofthewheelloadreductionratesexceedthecriteria.TherunningspeedoftheEMU第23卷第3期Vol.23No.3重庆工学院学报(自然科学)JournalofChongqingInstituteofTechnology(NaturalScience)2009年3月Mar.2009mustdecreasetoavoidthederailmentfromtheviewpointofwheelloadreductionrate.ThegustcrosswindhasabiggerinfluencethanthemildwindontheEMUandthefrontvehicleismoreinfluencedbythecrosswindthantheothervehicles.Keywords:cross2wind;EMU;dynamics;wheel/rail;derailment随着列车运行速度的提高,列车的空气动力学问题越来越突出,尤其是高速列车的噪音和在强横风作用下的稳定性问题非常严重.我国正在大力发展高速铁路,其中相当大一部分线路分布在大风频繁的沿海地区,比如京沪高铁沿线的许多地区均可能发生风速大于30m/s的强风,对高速铁路的运行安全形成威胁[1].由于横风对高速车辆运行安全性的重要影响,国内外众多的研究者通过实车试验、模型试验及数值仿真的方法对车辆运行安全性进行了针对性的研究.研究表明:当高速列车的运行速度达到300km/h,甚至350km/h时,列车受到的气动力、力矩的作用非常强烈,尤其是当车体的质量较轻时,列车的运行稳定性将主要受气动作用的影响[2].文献[3]中为了测量轨道车辆局部的气动载荷,提出了一种基于面压力的新的测量方法,得到了车体的气动载荷.文献[4]中研究了考虑不同轨道设置的车体的气动力和气动载荷,并得出垂直于车体的侧风对车体的侧翻影响最大的结论.邓永权等采用动力学仿真的方法研究了横风作用时间对200km/h客车直线运行的安全性的影响[5].王永冠研究了270km/h高速动车的曲...