高速列車氣動彈性系統回響研究

《高速列車氣動彈性系統回響研究》是依託西南交通大學，由楊翊仁擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：高速列車氣動彈性系統回響研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：楊翊仁
• 依託單位：西南交通大學

項目摘要

高速鐵路已成為我國鐵路運輸發展的主流並將引領世界潮流。列車高速運行時，氣動力是阻礙列車高速運行和影響列車運行安全的主要因素之一。詳細了解氣動環境下高速車輛的動力學行為具有重要的理論意義和良好的工程套用前景。本項目擬從氣動彈性力學的角度來研究氣動環境下高速列車蛇行運動、車身蒙皮和車窗等壁板系統回響及其穩定性，以期揭示氣動力對高速列車運行安全性能的影響機理，為高速車輛的氣動彈性設計和安全運行分析提供理論依據。本項目擬研究的主要內容為：高速列車氣動彈性耦合系統動力學模型的建立；高速車輛氣動彈性系統微分求積離散化格式的建立及系統回響求解方法的建立；氣動力對高速車輛系統蛇行運動穩定性的影響；高速車輛蒙皮、玻窗等非線性壁板氣固耦合系統回響分析方法的建立；壁板低速風洞模型試驗研究；研製與理論分析方法相應的工程套用軟體等。

結題摘要

高速鐵路已成為我國鐵路運輸發展的主流。列車高速運行時，氣動力是阻礙列車高速運行和影響列車運行安全的主要因素之一。詳細了解氣動環境下高速車輛的動力學行為具有重要的理論意義和良好的工程套用前景。本項目從氣動彈性力學的角度來研究氣動環境下高速列車蛇行運動、車身蒙皮和車窗等亞音速壁板系統回響及其穩定性。取得的主要研究成果是：率先從氣動彈性角度出發來研究高速列車的橫向蛇行運動及其穩定性。分別建立了高速車輛氣固緊耦合模型和弱耦合模型，研究了氣動力對系統蛇行臨界速度的影響規律，考察了明線會車、隧道會車等條件下車輛系統的氣動彈性回響特性；系統開展了亞音速壁板系統氣動彈性回響及其穩定性研究。建立了亞音速壁板氣動彈性系統的DQM新型離散化格式及系統回響求解方法，研究了亞音速壁板系統產生複雜回響的機理；基於Melnikov混沌判據，研究了亞音速壁板氣動彈性系統的混沌運動及其控制方法；設計製作了二維亞音速壁板風洞試驗模型，從模型風洞試驗角度研究了亞音速壁板的顫振特性，驗證了理論分析結果的正確性。