国家自然科学基金(50823004)
- 作品数：45 被引量：533H指数：16
- 相关作者：张卫华张继业刘加利曾京翟婉明更多>>
- 相关机构：西南交通大学同济大学中国北车集团更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划国家科技支撑计划更多>>
- 相关领域：交通运输工程机械工程航空宇航科学技术理学更多>>
- 基于Fluent与Simpack的高速列车流固耦合联合仿真被引量：18
- 2012年
- 基于列车系统动力学和高速列车空气动力学建立了高速列车流固耦合联合仿真计算方法。利用Fluent和Simpack分别计算高速列车气动特性和气动作用下的高速列车动力学性能,通过实时传递气动参数和姿态参数,实现高速列车流固耦合的联合仿真。利用建立的流固耦合方法研究了横风速度为10.7m/s时高速列车以350km/h速度运行时的流固耦合动力学行为。比较了离线仿真和联合仿真两种方法下列车气动力与姿态、安全性和舒适性指标的差异。研究表明,列车-气流的流固耦合效应对头车气动力和姿态的影响显著,头车安全性指标有所恶化。
- 李田张继业李忠继张卫华
- 关键词：流固耦合高速列车空气动力学
- 基于弹性结构的轨道车辆振动分析被引量：13
- 2013年
- 利用Simpack和Ansys软件建立了车辆系统刚柔混合动力学模型,分析了车体和构架的固有模态。将车体和转向架构架视为弹性结构,计算了不同的弹性结构组合对车体平稳性以及安全性等车辆运行品质的影响。研究表明,弹性结构对车辆的动力学指标影响较大。在研究车体平稳性时需将车体考虑成弹性,车体的一阶弯曲振动对车体振动影响最明显,而构架可作刚性结构处理。在研究车辆的安全性能时构架需要考虑成弹性结构,而车体则可视为刚性结构。
- 罗光兵曾京
- 关键词：铁道车辆
- 横风下高速列车系统动力学的平衡状态法被引量：3
- 2013年
- 基于车辆-轨道耦合动力学和空气动力学提出了一种快速计算横风下高速列车系统动力学行为的平衡状态方法.首先,忽略轨道不平顺并利用流固耦合联合仿真方法计算横风下高速列车的平衡状态;然后,将平衡状态下的气动力加载到车辆-轨道耦合动力学模型并计算高速列车动力学响应.利用建立的平衡状态方法,研究了列车在速度为13.8 m/s的横风下以350 km/h速度运行时的流固耦合动力学行为.比较了平衡状态方法和联合仿真方法两种方法下列车姿态、安全性和舒适性指标的差异,计算结果差别在3.26%以内.研究结果表明:平衡状态方法计算横风下高速列车流固耦合的效率更高.
- 李田张继业张卫华
- 关键词：车辆动力学高速列车流固耦合平衡状态
- 列车高速交会流固耦合振动数值仿真分析
- 2013年
- 为了考察流固耦合关系下列车高速交会的安全特性,防止气流与列车相互作用对列车结构和运行安全性造成过大影响,综合计算流体动力学的有限体积法和系统动力学的分析方法,提出一种新的更符合实际的列车交会流固耦合振动仿真方法,同时求解流场方程和系统动力学方程,并采用流固耦合方法和传统的分离方法对350 km/h等速交会安全性进行分析,综合2种方法所得结果与线路试验数据,证明了流固耦合仿真方法的有效性,并分析了2种方法的差异。采用流固耦合方法更能保证列车高速交会安全性。
- 崔涛张卫华王琰
- 关键词：列车交会流固耦合列车空气动力学
- 车轮踏面外形及轮径差对车辆动力学性能的影响被引量：53
- 2010年
- 车轮踏面磨耗导致车轮外形改变,使其滚动圆直径产生偏差,对车辆系统的动力学特性影响较大。为了对其影响程度进行表征,依据某动车组车型建立多体系统动力学模型,分析不同磨耗程度下的稳定性、平稳性及安全性指标,研究踏面凹形磨耗对列车运行的影响。动力学仿真分析发现,随着车轮外形和轮径变化的加剧,产生轮轨接触的非对称现象,导致车辆稳定性受到极大影响,平稳性变差。因此,为了保证车辆运行的稳定性及安全性,应设法避免使用外形严重磨耗的车轮。
- 李艳张卫华池茂儒周文祥
- 关键词：踏面轮径稳定性
- 横风下高速列车通过挡风墙动力学性能被引量：32
- 2012年
- 基于列车空气动力学和列车系统动力学数值模拟横风下高速列车通过挡风墙的动力学性能。以运行速度为350km/h的高速列车通过一类挡风墙为例,分析高速列车通过挡风墙的气动力和动力学响应。当高速列车进入和离开挡风墙时,列车的安全性和舒适性指标明显变差。当横风速度为9.56m/s时,车体横向振动加速度最大值达到2.5m/s2;当横风速度为15.0m/s时,列车的脱轨系数超过0.7且轮重减载率超过0.8。在此基础上提出一类具有缓冲装置的挡风墙,使高速列车通过挡风墙时的安全性和舒适性明显改善。
- 李田张继业张卫华
- 关键词：高速列车挡风墙空气动力学
- 铁道客车车体弹性振动减振研究被引量：24
- 2010年
- 铁道客车高速化和轻量化导致车体产生了严重的垂向弹性振动。为了研究弹性振动的减振方法,在将车体考虑成两端自由等截面欧拉梁的基础上,建立了铁道客车刚柔耦合垂向动力学简化模型。计算了系统各部件的固有模态,并确定了车体弹性振动的计算阶数。进行车体弹性振动幅频特性分析,给出了车辆系统悬挂参数和车体结构参数对弹性振动的影响。提出采用粘弹性约束阻尼层来减小车体的弹性振动。仿真结果表明:弹性车体模型的振动大于刚性车体;车体一阶弯曲振动对弹性振动的贡献最大;为了减小车体的弹性振动,车体垂向弯曲自振频率应该足够大于2倍构架浮沉自振频率,但应小于构架结构振动自振频率。应采用适当的一系、二系垂向阻尼和提高车体结构阻尼来衰减车体弹性振动。约束阻尼处理能够提高车体结构的损耗因子,可以明显地衰减车体弹性振动。
- 黄彩虹曾京邬平波罗仁
- 关键词：铁道客车减振弹性车体约束阻尼层
- 随机风作用下高速列车的非定常气动载荷被引量：18
- 2012年
- 为研究随机风作用下高速列车的非定常气动载荷,基于COOPER理论和谐波叠加法计算随高速列车移动的点的脉动风,分析车速和平均风速对量纲一功率谱密度的影响。采用计算流体动力学方法数值计算气动载荷系数随侧偏角的变化规律,研究随机风作用下高速列车非定常气动载荷的计算方法,并推导出非定常气动载荷的概率分布特性。通过仿真分析车速为200～400 km/h,平均风速为10～35 m/s时的脉动风和非定常气动载荷发现,量纲一功率谱密度随车速的增加往高频部分移动,平均风速的变化对其影响较小;平均风速对脉动风速的影响大于车速对脉动风速的影响;当考虑侧偏角的变化时,计算得到的非定常气动载荷的波动增大;采用准定常法和改进准定常法计算得到的非定常气动载荷具有随机过程的遍历性,而采用权重函数法及改进权重函数法计算得到的非定常气动载荷不具有随机过程的遍历性。
- 于梦阁张继业张卫华
- 关键词：脉动风概率分布功率谱密度遍历性
- 真空管道高速列车气动特性分析被引量：45
- 2013年
- 为研究低压环境下真空管道高速列车的气动特性,建立低压环境下真空管道高速列车空气动力学计算的流体模型、数学模型和数值模型,研究管道压力（1.01×103～1.01×104pa）、阻塞比（0.2～0.7）和列车速度（600～1 000 km/h）对真空管道高速列车的阻力系数、气动阻力和气动热效应的影响.计算结果表明,在低压（1.01×103～1.01×104pa）环境下,真空管道中的空气流动可以采用连续介质模型描述,真空管道高速列车的绕流流场采用三维可压缩Navier-Stokes方程描述.高速列车的摩擦阻力系数远小于压差阻力系数,压差阻力系数和气动阻力系数基本上与管道压力和列车速度无关,而主要依赖于阻塞比.高速列车的气动阻力与管道压力近似呈线性关系,与列车速度近似成平方关系,且随着阻塞比的增加而增大.列车表面的最大温度基本上与管道压力无关,而主要由列车速度和阻塞比决定.
- 刘加利张继业张卫华
- 关键词：真空管道高速列车阻塞比气动阻力
- 车下设备的连接方式及悬挂参数匹配研究被引量：20
- 2013年
- 随着铁道车辆运行速度的提高,复杂的车下设备对车体的振动影响不能忽视。将车体考虑成等截面欧拉梁,建立了车辆刚柔耦合的垂向动力学简化模型,考虑了设备弹性悬挂和刚性悬挂两种连接方式对车体振动的影响。结果显示,弹性悬挂能够有效抑制设备高频振动能量的传递,降低车体的弹性振动。为了讨论车下设备弹性悬挂参数与车体结构振动的匹配关系,详细地分析了不同悬挂刚度和阻尼对车体振动的影响。当刚度设置在合适的范围时,由于车下设备与车体间同向和反向运动,使车下设备的传递率下降,车体的振动降低。同时,提高悬挂阻尼也在一定程度上能够抑制车体的振动。
- 罗光兵曾京
- 关键词：刚柔耦合
