160km/h单列货车通行隧道时压力波和气动载荷特征

简介

随着经济发展和社会需求,研制更高时速的货运列车迫在眉睫.根据我国新研发的时速160公里的货运列车,需要开展货运列车通过隧道时的车体气动载荷研究.采用一维可压缩非定常不等熵流动模型特征线数值模拟隧道压力波方法,针对既有普速线的线路特点.研究高速货运列车单列车通过隧道的压力波形成机理和变化规律;研究不同工况下不同列车速度、车辆类型、隧道净空面积和隧道长度对最大正负压值和最大压力峰峰值的影响规律,归纳主要因素对车体气动载荷的影响规律及主次关系,获得货运列车车体强度设计和评估用气动载荷分布规律和范围.研究结果表明:单列车通过隧道时的压力波与列车驶入、驶出隧道诱发的压缩波和膨胀波反射和叠加相关;随着列车速度的提高、隧道净空面积的减小,列车车外最大正负压值和最大压力峰峰值均增加;在相同工况下,全侧开式棚车的的压力波动幅值大于塞拉式快捷车压力波动幅值;单列货运列车通过2.5 km隧道及以上时,最大正压值达到恒定值,最大负压值在最不利长度隧道处,达到最大值,然后随着隧道长度的增加逐渐减小;最大压力峰峰值在最不利长度隧道处达到最大值后随着隧道长度的增加而逐渐减小.本文研究结果可为货运车体气动疲劳强度设计提供支持.