强侧风条件下接触网检修作业车气动性能研究
接触网支柱抗风性能研究
接触网支柱抗风性能研究陈奋飞;杨佳【摘要】电气化铁路接触网支柱在大风作用下的稳定性直接影响接触网系统的安全性和可靠性.目前各规范计算接触网支柱风荷载的方法基本一致,但不同规范计算公式中给出的参数取值却有所区别,因此计算得到的风荷载也不相同,最终影响所设计接触网支柱的抗风性能.对各规范中接触网支柱风荷载计算方法及参数取值进行研究,给出其计算公式中各参数取值的建议,并对目前铁路采用的接触网支柱抗风性能进行分析研究,提出设计接触网支柱时应采取的加强措施.【期刊名称】《中国铁路》【年(卷),期】2018(000)012【总页数】4页(P86-89)【关键词】接触网支柱;抗风性能;风荷载;规范;加强措施【作者】陈奋飞;杨佳【作者单位】中铁二院工程集团有限责任公司,四川成都610000;中铁二院工程集团有限责任公司,四川成都610000【正文语种】中文【中图分类】U2250 引言接触网是电气化铁路重要的行车设备，在保障铁路安全运输、提高运输效率、降低运输能耗等方面发挥重要作用。
由于接触网设备为露天设置，运行状态极易受外部环境影响。
接触网支柱作为支持电气化铁路接触网的重要设备，其在大风作用下的稳定性直接影响接触网系统的安全可靠性、弓网动态受流质量及工程投资[1-4]。
接触网支柱主要承受接触网静力荷载和风荷载，其中以风荷载为主。
风对接触网的作用分为静力作用和动力作用，静力作用主要导致结构变形以及静力失稳；动力作用导致结构发生颤振、驰振、涡激振动、风雨振等，可对接触网结构造成灾难性破坏。
目前电气化铁路常采用横腹杆式预应力混凝土支柱、环形等径预应力混凝土支柱、格构式钢柱、H形钢柱、环形等径钢管柱等5种支柱。
在此对接触网支柱风荷载计算方法、各类型接触网支柱抗风性能等进行分析研究，并提出接触网支柱风荷载计算公式中参数取值的建议及设计时应采取的加强措施。
1 支柱风荷载计算方法1.1 相关规范GB 50009—2012《建筑结构荷载规范》[5]、GB/T 32578—2016《轨道交通地面装置电力牵引架空接触网》[6]和TB 10009—2016《铁路电力牵引供电设计规范》[7]均详细规定了接触网支柱风荷载（Qkt）的计算方法，3个规范中规定的计算公式及公式中各参数的含义见表1。
考虑列车风作用接触网硬横跨结构综合响应分析的开题报告
考虑列车风作用接触网硬横跨结构综合响应分析的开题报告一、选题背景在列车运行过程中，列车风力的作用对接触网构件会产生较大的影响，严重影响铁路运输的安全和稳定性。
此外，接触网硬横跨结构是接触网中比较重要的结构之一，其在列车运行过程中的振动响应也需要进行研究分析。
因此，本课题将通过对列车风作用下接触网硬横跨结构的综合响应分析，挖掘铁路运输中风险点，提高运行安全和稳定性。
二、研究目的和意义本研究旨在探究列车风作用下接触网硬横跨结构的综合响应分析，从而找出影响铁路运输安全和稳定性的因素。
具体研究目的如下：1. 建立列车风作用下接触网硬横跨结构的数学模型，对系统进行建模和分析。
2. 分析列车风作用下接触网硬横跨结构的动力响应特性，探究其共振现象。
3. 研究列车风作用下接触网硬横跨结构的破坏特性，分析列车风引起的结构强度的变化和破坏。
4. 根据研究结果提出优化方案，降低列车风对接触网构件带来的影响，提高铁路运输的安全性和稳定性。
三、研究内容与技术路线本课题的研究内容主要包括：1. 建立列车风作用下接触网硬横跨结构的数学模型。
2. 分析列车风作用下接触网硬横跨结构的动力响应特性。
3. 研究列车风作用下接触网硬横跨结构的破坏特性。
4. 提出优化方案，降低列车风对接触网构件带来的影响，提高铁路运输的安全性和稳定性。
技术路线：1. 建立列车风作用下接触网硬横跨结构的数学模型。
建立数学模型并采用数值计算方法求解解析解，采用ANSYS等软件进行模拟计算。
2. 分析列车风作用下接触网硬横跨结构的动力响应特性。
采用有限元法和频域分析法，对接触网硬横跨结构的动力响应特性进行分析研究。
3. 研究列车风作用下接触网硬横跨结构的破坏特性。
采用等效线性化方法，分析接触网硬横跨结构在周期性与随机性风荷载作用下的破坏特性。
4. 提出优化方案，降低列车风对接触网构件带来的影响，提高铁路运输的安全性和稳定性。
对研究结果进行分析和总结，提出优化方案，包括可行的改良措施，可以降低列车风对接触网构件带来的影响，提高铁路运输的安全性和稳定性。
对《电气化铁道接触网综合检修作业车技术条件》的修订建议
于３ ５ ％ 。 ” 。２个标 准 对 同一 个 参 数 的要 求 不一 致 ， Ｔ Ｂ ／ Ｔ ２ １ ８ ０ － －２ ０ ０ ６的规定偏 低 ，建 议将 Ｔ Ｂ ／ Ｆ ２ ｌ ８ ０ ＿ ＿ ２ ０ ０ ６中对 于 高速 铁 路作 业 车 的爬 坡 能 力 提 高 到不 大于 ３ ５ ％ 。 ，以适 应高速 铁路检 修 的需 要 。 由于高 速铁路 的 曲线外 轨超 高普遍 较大 ，最大 值可 达 到 １ ７ ５ ｍｍ，且高 速铁 路 曲线 半 径大 ， 曲线 路段 长 ，因此 ，作 业 车在高速 铁路上 运行 时 ，会有 较 长时 间处 在 大超 高地 段 ，车体 会 有 明显 的倾 斜 ，
文 献标 识 码 ：Ｂ
文章 编 号 ：１ ０ ０ ６ — ９ １ ７ ８（ ２ ０ １ ３ ）０ ３ — ０ ０ ０ ８ ８ ０ － － ２ ０ ０ ６《 电气化铁 道接触 网综合 检修
Ｔ Ｂ ／ Ｔ ２ １ ８ ０ －２ ０ ０ ６的 ３ ． ３条 对 走 行 性 能 的要 求 是 ：“ 爬 坡 能力 ２ ５ ％ 。 （ 速 度 ≥３ ０ ｋ ｍ ／ ｈ ） ” 。Ｔ Ｂ ／ ｒ Ｉ １
不能完全满足铁路现状。依据对接触网的实际运营维护数据和经验 ，在使用条件 、紧急制动距离 、照 明装置
和接触 网检测装置的技术要求等几个方 面，对 Ｔ Ｂ ／ Ｔ ２ １ ８ ０ － － － ２ ０ ０ ６提出修订建议。 关键词 ：接触 网检修车 ；行业标准 ；修订 ；建议
中 图分 类 号 ：Ｕ ２ ２ ６ ． ５ ２ — ６ ５
第４ １卷
Ｖｏ １ ． ４ｌ
第 ３期
Ｎｏ ． ３
标 准化工作
ｌ、 、Ｉ ｎ … Ｊ Ｉ ／ Ｉ （ ） 、 ｌ ｌ …＼
强侧风对时速350km高速列车气动性能影响分析
收稿日期:2018-12-19作者简介:谢红太(1993—),男,助理工程师,硕士,研究方向为铁道规划及动车组行车安全设计。
强侧风对时速350km 高速列车气动性能影响分析谢红太1,2(1.中设设计集团股份有限公司铁道规划设计研究院,江苏南京210014;2.兰州交通大学机电工程学院,甘肃兰州730070)摘要:采用NURBS 曲面设计方法完成对某型高速列车头车的三维数字化设计建模,基于三维定常不可压的黏性流场N-S 及k-着方程湍流模型,利用有限体积数值模拟方法分析计算出列车的速度阻力函数关系,同时针对列车在不同风向角的强侧风环境中运行时压力场和速度场做了进一步研究。
研究发现:在无风明线上运行时列车所受空气阻力与运行速度的平方成正比,侧风运行时随着风向角的扩大空气阻力系数呈现先增大后逐渐下降的变化趋势。
流场分布结构复杂不规律,当侧风情况较为严重时正压区主要分布在迎风侧,负压区主要分布在背风侧和车顶部位,且负压表现更为强烈,列车前端滞止点向迎风侧发生偏移,致使迎风侧与背风侧产生巨大压差。
关键词:高速列车;空气动力学;流场结构;NURBS 方法中图分类号:U266.2文献标志码:A第36卷第3期2019年6月华东交通大学学报Journal of East China Jiaotong University Vol.36No.3Jun .,2019近年来,高速动车组旅客列车逐渐普及并大幅提速,2017年9月我国在京沪线相继开行350km/h “复兴号”高速动车组,并在此基础上做了大范围推广的战略性规划。
高速列车与空气存在的相对复杂无规律的快速强烈运动,致使列车气动阻力问题突出,高速列车空气动力学性能恶化[1-4]。
在高速列车设计研发过程中如何使其具有优良的空气动力学性能显得愈来愈重要,尤其在适应空气运行环境较差的地段及应对突发恶劣天气变化的能力要求越来越高。
比如列车高速运行过程中的气动阻力问题及列车在强侧风下的横向、纵向、垂向不稳定性问题等[5-8]。
强侧风对时速350 km高速列车气动性能影响分析
强侧风对时速350 km高速列车气动性能影响分析谢红太【摘要】采用NURBS曲面设计方法完成对某型高速列车头车的三维数字化设计建模,基于三维定常不可压的黏性流场N-S及k-ε方程湍流模型,利用有限体积数值模拟方法分析计算出列车的速度阻力函数关系,同时针对列车在不同风向角的强侧风环境中运行时压力场和速度场做了进一步研究.研究发现:在无风明线上运行时列车所受空气阻力与运行速度的平方成正比,侧风运行时随着风向角的扩大空气阻力系数呈现先增大后逐渐下降的变化趋势.流场分布结构复杂不规律,当侧风情况较为严重时正压区主要分布在迎风侧,负压区主要分布在背风侧和车顶部位,且负压表现更为强烈,列车前端滞止点向迎风侧发生偏移,致使迎风侧与背风侧产生巨大压差.【期刊名称】《华东交通大学学报》【年(卷),期】2019(036)003【总页数】9页(P7-15)【关键词】高速列车;空气动力学;流场结构;NURBS方法【作者】谢红太【作者单位】中设设计集团股份有限公司铁道规划设计研究院,江苏南京 210014;兰州交通大学机电工程学院,甘肃兰州 730070【正文语种】中文【中图分类】U266.2近年来，高速动车组旅客列车逐渐普及并大幅提速，2017年9月我国在京沪线相继开行350 km/h“复兴号”高速动车组，并在此基础上做了大范围推广的战略性规划。
高速列车与空气存在的相对复杂无规律的快速强烈运动，致使列车气动阻力问题突出，高速列车空气动力学性能恶化[1-4]。
在高速列车设计研发过程中如何使其具有优良的空气动力学性能显得愈来愈重要，尤其在适应空气运行环境较差的地段及应对突发恶劣天气变化的能力要求越来越高。
比如列车高速运行过程中的气动阻力问题及列车在强侧风下的横向、纵向、垂向不稳定性问题等[5-8]。
本文重点针对350 km/h某型高速列车列车风与大风耦合作用下的列车空气动力特性进行数值分析研究，为我国自主研发高性能高速列车提供理论支撑与技术保障。
兰新高铁大风区段接触网正馈线气动特性研究
兰新高铁大风区段接触网正馈线气动特性研究兰新高铁大风区段接触网正馈线气动特性研究随着高速铁路的快速发展，接触网正馈线的安全和可靠性日益受到重视。
然而，在大风区段，接触网正馈线的气动特性受到了严重的影响，这给列车行驶和运营带来了许多挑战。
因此，对于兰新高铁大风区段接触网正馈线的气动特性进行深入研究显得尤为重要。
首先，我们需要了解大风区段对接触网正馈线产生的气动压力的影响。
大风区段的强风会对接触网产生压力，这会对正馈线的稳定性和受力情况造成影响。
通过数值模拟和风洞实验，我们可以模拟出大风条件下接触网正馈线受到的压力分布情况，从而确保正馈线系统的可靠性。
其次，我们需要研究大风区段的气动荷载对接触网正馈线的影响。
大风引起的气动力对接触网的作用力会导致正馈线产生振动，甚至可能引发共振。
因此，我们需要通过建立接触网正馈线的数学模型，并结合数值仿真和实验测试，来研究大风区段下正馈线的动态响应和振动特性，以保证正馈线的稳定性和安全性。
同时，我们还需要考虑大风区段下接触网正馈线的变形问题。
在强风作用下，正馈线很容易发生变形，进而影响其与电气设备的连接。
因此，我们需要研究大风区段下正馈线的变形规律，并采取相应的解决方案，以确保正馈线与电气设备之间的连接牢固可靠。
此外，大风区段下的积冰现象也是需要考虑的重要问题。
在冬季寒冷的气候条件下，大风区段的接触网正馈线容易积聚冰霜，这会增加系统的风阻力，导致接触网受力不稳定。
因此，我们需要对大风区段下正馈线的积冰特性进行研究，并采取相应的防冰措施，以保证接触网正馈线的可靠性和运行安全。
综上所述，兰新高铁大风区段接触网正馈线的气动特性研究是一个重要而复杂的课题。
通过深入研究大风区段下接触网正馈线的气动压力、气动荷载、变形问题以及积冰特性等方面的问题，可以为高速铁路的安全运行和可靠性提供重要的理论依据和技术支持。
相信在专家学者们的努力下，兰新高铁大风区段接触网正馈线的气动特性将得到更为深入和全面的认识，并为相关工程的设计和施工提供重要参考和建议综合研究结果表明，对于兰新高铁大风区段接触网正馈线的气动特性，数值仿真和实验测试是有效的研究方法。
侧风风场特征对高速列车气动性能作用的研究
lows: For a high- speed t rain running under cross w inds on a plain, the aerodynamic lif t f orce, lat eral f orce and overtur-
ning moment act ing on the t rain increase rapidly with increasing of the w ind direct ion angle; when the train runs
Research on Influence of Characteristics of Cross Wind Field on Aerodynamic Performance of a High- speed Train
M A O Jun1 , XI Y an- hong1 , Y A N G G uo- w ei2
取11 225
k g/
m3 ,
v] 为来流速度; p 0 为大气压力值, 环境温度约为 15 e , 大
气压力取 101 325 Pa; p 为绝对压力值; S 为参考面积, 本
试验中 S= 01175 m2 ; Fy 为升力; Fx 为阻力; Fz 为侧向
力; Mz 为俯仰力矩; My 为侧偏力矩; Mx 为倾覆力矩; ca
1 数值模拟方法的适用性验证
为了确定数值模拟方法对高速列车侧风效应分析 的适用性以及检验数值模拟的准确性, 在中国空气动 力研究与发展中心的 8 m @ 6 m 风洞中进行了缩尺模 型实验( 图 1) , 并与缩尺模型实验的数值模拟结果进 行了对比分析。
模型列车为 3 列编组, 缩尺比例为 1B8, 几何尺寸 为 91 516 m @ 01 369 m @ 01 486 m , 外形复杂程度与实 车相同。风洞中地板中间有一直径 7 m、可旋转的转 盘。转盘可改变来流与固定在转盘上的模型列车纵向 之间的夹角 ) ) ) 气流夹角, 其他为固定部分。用于模 拟地面效应的轨道、路基贯穿列车底部, 并伸出头、尾 车各 21 5m。来流速度和气流夹角可变, 进行了不同来 流速度和不同气流夹角的若干工况的模型试验。
高速列车在侧风环境中会车的空气动力特性模拟研究的开题报告
高速列车在侧风环境中会车的空气动力特性模拟研究的开题报告一、研究背景及意义高速列车具有高速、高效、舒适等特点，是城际交通的重要组成部分。
然而，在现实的使用过程中，高速列车不可避免地会遇到复杂的侧风环境，这给列车的行驶稳定性和安全性带来了一定的挑战。
因此，对高速列车在侧风环境中的空气动力学特性进行研究，具有重要的理论和实际应用价值。
二、研究现状目前，国内外学者在高速列车侧风环境下的空气动力学研究方面已取得了一定的成果。
主要研究方面包括列车与风的相互作用、附着层风压分布、离散风效应以及列车的舒适性等。
研究方法主要包括风洞试验、数值模拟等。
三、研究目标本研究旨在针对高速列车在侧风环境中车体的空气动力特性进行数值模拟及仿真研究。
具体研究内容包括：1. 探究不同侧风角度对列车空气动力学特性的影响；2. 研究不同车型、不同速度及不同侧风角度下列车车体受力分布情况；3. 分析不同条件下列车的行驶稳定性和安全性。
四、研究方法本文将采用计算流体动力学（CFD）方法进行模拟，利用ANSYS Fluent等主流软件对高速列车在侧风环境中的空气动力学特性进行数值计算，通过建立数值模型对列车在不同侧风角度的车体压力分布、受力情况等进行仿真分析。
同时，利用MATLAB等工具对仿真结果进行进一步处理和分析。
五、研究内容与时间安排1. 文献调研：3周；2. 数值模型建立与验证：4周；3. 数值模拟及仿真分析：6周；4. 结果分析与讨论：4周；5. 论文撰写及答辩准备：3周。
六、预期成果本研究将得到高速列车在侧风环境中的空气动力学特性，探究不同侧风角度对列车空气动力学特性的影响，研究不同车型、不同速度及不同侧风角度下列车车体受力分布情况，分析不同条件下列车的行驶稳定性和安全性。
最终将形成一篇较为系统的研究论文，提供理论支持和实践应用价值。