单列高速列车通过隧道空气阻力数值模拟研究

应用一维可压缩非定常不等熵流动模型和广义黎曼变量特征线法,研究中国标准动车组CR400AF单列车通过隧道时的空气阻力。详细分析高速列车通过隧道时空气阻力与列车周围空气压力、空气流速及压缩波和膨胀波传播叠加三者间的关系,揭示高速列车通过隧道时空气阻力的变化特征。研究隧道长度、阻塞比、车速及列车长度对高速列车通过隧道(尤其长大隧道)时空气阻力的影响规律。结果表明,研究高速列车隧道压力波时,只需要考虑列车驶入驶出隧道诱发的压缩波和膨胀波的反射和叠加;而在研究列车空气阻力和列车周围空气流速时还必须同时考虑压缩波和膨胀波的传播方向。单列车通过隧道的空气阻力均随隧道长度、阻塞比、车速和列车长度增大而增大。特长隧道时,各因素按其影响程度由大到小排列依次为车速、列车长度、阻塞比和隧道长度。其中,平均空气阻力与车速的2次方、与阻塞比的0.60～0.79次方、与隧道长度的0.02次方近似成正比。     

高速列车通过隧道时的压力波动问题

高速列车通过隧道时将会在隧道内引起相当复杂的气体压力波动,这是由于列车进入隧道时在隧道入口产生的压力波在隧道内来回传递并与列车经过时的气体压力扰动相互叠加的结果。从车体强度设计和列车运行安全性角度考虑,希望了解隧道内可能的最大气体正、负压力大小及其发生位置;气体压力波动与列车运行速度的关系。通过流体力学方程三维动态数值计算,仿真分析列车高速通过隧道的过程。计算结果证明了入口压力波效应与列车经过的扰动效应的叠加关系,得到列车通过时隧道内最大正压和最大负压发生的可能位置,以及最大正压值与最大负压值与车速间的关系式。可为高速铁路隧道和高速列车设计提供参考。     

高速列车隧道通过对车内流场影响研究

列车高速过隧道时诱发的压力波通过新风口传入车内,给旅客乘车舒适性带来严重影响。为验证高速列车隧道通过时空调系统的工作性能和探究车内流场的变化规律。构建列车车厢与空调管路系统的整体模型,基于计算流体力学方程,利用有限体积数值求解方法,引入数值传热项,模拟分析高速列车通过隧道时新风口压力变化对客室内流场产生的影响。结果表明:隧道通过时空调换气系统中的压头风机能有效抑制外界压力波动,使车内压力变化很小;车内温度变化范围在(297~299)K之间,满足舒适性要求;新风口压力的突然变化有可能导致客室内风速变化,变化幅值均小于0.5m/s,满足舒适性要求。可为高速列车空调系统的改进提供理论依据。     

高速列车单车通过隧道压力波的研究

采用计算流体力学的数值计算方法对基于三维、瞬态、可压缩Navier-Stokes方程和κ-ε两方程紊流模型进行求解,模拟高速列车单车通过隧道时列车外流场的特性,分析高速列车单车通过隧道的压力波特性及阻力变化规律。结果表明列车单车通过隧道的压力波最小负压值与速度为二次函数的关系,列车阻力主要由压差阻力构成。研究结果可为解决隧道空气动力学问题提供参考依据。     

高速列车隧道会车压力波动问题

高速列车在隧道内会车有可能使列车侧壁上作用比明线会车时大得多的压力波动,原因是隧道入口压力波在隧道内来回传递并与会车形成的压力波叠加在一起形成复杂波系。列车上压力波如何变化,与隧道入口压力波有什么关系,可能达到多大的压力波极值,与会车速度是什么关系,这些一直是未能弄清楚的问题。通过计算流体力学三维数值分析,仿真计算列车在隧道内会车的动态过程,证明入口压力波效应与会车压力波效应的叠加关系,获得隧道内压力波在运动列车上的变化规律,得到隧道内可能的最大负压峰值计算式及其与会车速度的关系式,可为高速铁路隧道和高速列车气动设计提供参考。     

高速列车隧道会车时气动载荷的研究

由于高速列车气动载荷是隧道会车时列车行车安全的重要因素之一,而其在实车试验中又难以测量,提出采用基于计算流体力学的数值模拟方法。通过空气动力学仿真获取列车的表面压力分布,对列车压力和粘性力积分合成,得到列车的气动载荷,即阻力、侧向力、升力、侧滚力矩、点头力矩和摇头力矩。全面分析了气动载荷的构成和变化特点,及其在不同速度下的变化特性。结果表明,列车隧道会车时,气动载荷主要是由压力构成;列车在隧道会车时气动载荷出现剧烈波动;气动载荷的幅值与速度呈二次函数的变化规律。研究结果可为列车系统动力学分析提供气动载荷依据。     

我国高速列车关键技术及装备研制通过验收

由科技部组织的国家科技支撑计划“中国高速列车关键技术研究及装备研制”重大项目日前在山东青岛验收,已成为中国创造新名片的高铁项目正式通过了国家组织的验收。该项目是《中国高速列车自主创新联合行动计划》主要内容,目标是依托京沪高速铁路的建设,自主研制运行速度350公里以上的中国高速列车,     

高速列车车窗隔声量研究

基于波动法和模态叠加法,建立双板空腔结构隔声量计算模型,通过实测双板空腔混响隔声量验证了模型的合理性。基于计算模型研究了我国某高速列车车窗隔声量特性,并调查了车窗厚度、空腔厚度和空腔阻尼等参数变化下的隔声量特性。在定量评价车窗隔声量随各参数变化时,除了采用计权隔声量,还同时引入了基于基准车窗的修正质量定理,相关结果可为轻量化选材提供参考。轮轨噪声是高速列车的主要声源之一,为评价车窗对其隔声效果,实测了250 km/速度下轮轨区域噪声,提出了基于隔声量理论的等效车内声压级评价指标。结合以上两个评价指标,对车窗参数的隔声量影响进行了综合分析,结果表明:改变车窗厚度比例是提高车窗隔声性能的最有效方法,其次是增加空腔厚度或增加空腔阻尼。相关研究可为高速列车车窗低噪声设计提供依据和车窗选材提供参考。     

高速列车电线电缆的质量检验问题探析

随着生产力的不断发展,我国的经济发展也逐渐进入到了世界先列,作为经济发展的重要代表之一高速列车,在我国交通运行过程中承担了重要角色,成为了人们生活中必不可少的交通工具。而作为电能传输和信息传递的重要载体,电线电缆是保证高速列车正常运行的重要组成部分,对电线电缆产品进行有效的质量检验,能够筛查出不符合高速列车运用的产品,提高电线电缆使用的安全性。     

基于弹性模型的高速列车曲线通过时轮轨接触特性研究

为研究高速列车曲线通过时的轮轨接触几何关系、蠕滑性能及磨耗情况,基于我国某型高速动车组,利用有限元和多体动力学方法,考虑轮对旋转运动,建立高速列车车辆系统弹性模型,并通过数值仿真,得到高速列车曲线通过时,不同曲线参数影响下,轮轨接触点横向位置、轮轨蠕滑力以及轮轨磨耗指数等的变化规律。结果表明,相对于刚性模型,利用车辆系统弹性模型仿真能够更加真实反映轮对旋转运动时的轮轨接触状态,也更符合高速列车实际曲线通过情况。高速列车曲线通过速度和线路横向不平顺激扰幅值增大均会显著加剧轮对横向位移、轮轨接触点横向位置、轮轨横向蠕滑力等轮轨系统横向相互作用,且会加大轮轨磨耗;曲线半径和超高增大对于曲线轨道外侧轮轨磨耗影响较大,但对于轮轨系统横向相互作用影响较小。将通过速度为350km/h的7 000 m半径曲线超高设置为170 mm,可有效平衡内、外侧轮轨磨耗,列车降速通过则会加剧曲线内侧轮轨磨耗。     

长大距离下的洗车机无人值守技术改造

广州地铁二十一号线各场段配置的洗车机洗车作业仍采用有人值守的方式,人员工时利用率低.针对广州地铁二十一号线各场段的实际情况,对长大距离下洗车机无人值守功能改造进行了研究,提出了通过光纤通讯进行远程监控的方案,对二十一号线各场段配置的洗车机进行安装改造,实现无人值守洗车,有效提升了工作效率,降低了人力成本.     

单刃铰薄壁深孔工艺的试验研究

研究了用于薄壁深孔加工的单刃铰刀的设计、铰孔时切削液的供给及切削用量的确定等问题，为薄壁深孔的加工提供了借鉴。     

火车轮裂纹检测传感器的研究

火车的车轮在高速行驶的过程中,由于受到各方面力的作用,可能会产生裂纹,需要对其进行检测。本文从声发射的机理出发,一步步阐述了一种新型的声发射传感器——火车轮裂纹检测传感器设计的原理,同时给出了其中内置的前置放大器的设计原理及结构图。传感器使用固体材料作为传感器的传播介质,用新型的压电材料作为敏感元件,提高了灵敏度。     

Research on the Influence of Multiple Parameters on the Responses of a B-type Subway Train

To obtain improved comprehensive crashworthiness criteria for a B-type subway train, the influence laws of the vehicle design collision weight M and empty stroke D on the train’s collision responses were investigated, and multiobjective optimization and decision-making were performed to minimize TS(total compression displacement along the moving train) and TAMA(the overall mean acceleration along the moving train). Firstly, a one-dimensional train collision dynamics model was established and ver...     

单片机产生较长时间定时信号

控制系统中往往需要较长时间的定时信号,利用单片机的硬、软件结合,可以产生较长时间的定时信号     

共轭鼓形齿联轴器传动振动问题综合研究

对共轭鼓形齿联轴器传动装置这一弹性动力学系统 ,按轮系和轴系进行了振动分析和固有频率的研究 ,最后 ,对一共轭鼓形齿联轴器试验台架装置进行了固有频率和临界工作转速计算 ,为共轭鼓形齿联轴器这一新型传动装置的优化设计、加工制造以及安装使用提供了理论依据。     

开式整体叶盘通道插铣粗加工技术的研究

针对整体叶盘等复杂结构件，从锻造毛坯到最终零件加工成形，需要切除大量的多余材料的问题，提出了一种开式整体叶盘通道的五坐标插铣粗加工方法。利用直纹面逼近叶型曲面，进而确定通道粗加工区域的边界轮廓；通过连接刀心轨迹线和刀轴驱动线上的对应点，规划插铣粗加工叶盘通道时的刀具轨迹。加工实践表明，利用插铣方式，可以有效避免粗加工过程中的振动现象，开式整体叶盘的粗加工效率提高50%以上。     

高速动车组齿轮箱齿轮修形方法研究

齿轮箱作为高速列车驱动系统的关键零部件,是能量转换与传递的核心单元,其传动性能直接关乎列车运行的安全性与可靠性.为研究适合于高速动车组齿轮箱的齿轮修形方法,改善高速动车组齿轮驱动系统的传动性能.采用依托动力学Romax Wind软件进行仿真,结果表明齿廓修形配合齿向修形的方式基本适用于高速动车组齿轮修形,修形后齿轮的传动误差值减少了69.8％,并且齿轮承载能力也大大提高.这里研究的修形方法能为高速动车组齿轮箱的齿轮修形提供参考依据.