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原文传递高速列车底板气动效应研究

论文题名：	高速列车底板气动效应研究
关键词：	高速列车;底板结构;气动效应;行车安全
摘要：	车下吊装的封闭设备舱为一细长箱型结构，大型设备均安装在内，外部封盖裙板、底板，其结构损伤是高速列车运行安全的重大隐患。随着高速列车运行速度的提高，且伴随着客运专线上密集的隧道群，地面气动效应更加明显，有必要对车体上的底板等壁板结构的气动效应进行研究。鉴于颤振等一些气动弹性现象具有较强的结构破坏能力，引起一些非期望的振动，从而引发疲劳问题，所以高速列车的底板等壁板结构与飞行器的设计一样，在亚声速范围内需要进行颤振排除。　　本文基于不可压缩气体的定常势流理论，建立气动载荷作用下壁板的运动方程，分别采用里兹-伽辽金法、微分求积法对运动方程进行离散，并编程求解，判断壁板结构的稳定性;最后采用Newmark-β法对壁板结构进行时域求解，得到壁板失稳时的位移响应、频域响应特性。　　根据流-固耦合理论，利用ANSYS/CFX建立三维壁板的流-固耦合模型，计算得到三维壁板的失稳速度，壁板在不同来流速度下的位移、压力响应，与理论计算结果进行对比分析，验证ANSYS/CFX方法的适用性。　　通过在CRH380AM更高速度试验列车底板、裙板等位置布置的压差传感器，测得列车地面气动效应的数据，研究不同速度等级、不同运营工况（通过串联隧道群）设备舱壁板结构上的压差变化规律及载荷特征。　　基于实测气动载荷对设备舱底板进行瞬态动力学分析，得到底板在通过隧道时的应变、位移响应，通过位移响应判断底板的气动稳定性。分析底板上的应力与气动载荷之间的关系，定性的分析列车通过连续隧道对底板结构的损伤影响。　　本论文对高速列车底板结构的气弹特性研究提供了一种思路，对优化车下设备舱壁板结构的设计、确保行车安全具有重要的工程意义和学术价值。
作者：	杨社腾
专业：	载运工具运用工程
导师：	王曦
授予学位：	硕士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文