基于可靠性的高速列车横风安全性分析

基于可靠性理论,研究随机风作用下高速列车安全运行的可靠性和风险性。首先建立了随机风的数值模拟方法,并给出了随机风作用下非定常气动载荷的计算方法。然后建立高速列车多体系统动力学模型,计算不同随机风速作用下高速列车以不同车速运行时的失效概率及其对均值和标准差的灵敏性,推导了全局可靠性灵敏度的极值及极值点的计算公式,并给出了概率特征风速曲线。研究结果表明：随着车速和风速的增大,系统的失效概率增大;当车速固定时,失效概率对均值的灵敏度存在一个极大值,失效概率对标准差的灵敏度存在一个极大值和一个极小值。传统确定性方法得到的高速列车的安全域曲线偏于保守,基于可靠性的方法可得到更合理的安全域曲线。