高速列車車體氣密疲勞強(qiáng)度試驗(yàn)臺(tái)氣密載荷加載特性的仿真分析.pdf

1、高速列車在高速會(huì)車及通過(guò)隧道時(shí)會(huì)產(chǎn)生的高頻、高幅值的氣密載荷，氣密載荷長(zhǎng)期作用于車體勢(shì)必造成車體的疲勞破壞，給列車的行車安全造成威脅。目前，已有的西飛和四方試驗(yàn)臺(tái)能夠進(jìn)行高速列車車體的氣密載荷試驗(yàn)。但是已有試驗(yàn)臺(tái)所施加的氣密載荷的分布特性及其影響因素還不明了；同時(shí)，該氣密載荷的頻率與實(shí)際列車承受的氣密載荷的頻率差距較大。因此，需要對(duì)西飛和四方試驗(yàn)臺(tái)所施加的氣密載荷進(jìn)行研究，進(jìn)一步理解其氣密載荷的加載特性，在此基礎(chǔ)上提出更加接近列車實(shí)際運(yùn)

2、行情況的試驗(yàn)方案-交變壓力模擬試驗(yàn)臺(tái)，并進(jìn)行該試驗(yàn)臺(tái)的仿真研究并對(duì)其設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化，從而為實(shí)際試驗(yàn)臺(tái)的建立提供參考。
　　論文使用數(shù)值模擬的方法，根據(jù)已有試驗(yàn)臺(tái)的結(jié)構(gòu)及試驗(yàn)過(guò)程，確定了進(jìn)行試驗(yàn)臺(tái)氣密載荷仿真研究的湍流計(jì)算模型、邊界條件及初始條件；使用Gambit軟件建立了已有試驗(yàn)臺(tái)的幾何模型；使用計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)仿真軟件FLUENT，對(duì)西飛和四方試驗(yàn)臺(tái)氣密載荷的加載過(guò)程進(jìn)行了仿真研究。通過(guò)仿真分析，獲得了西飛和四方試驗(yàn)臺(tái)三角及正弦

3、氣密載荷的加載特性，得到了進(jìn)排氣量、填充物體積對(duì)三角氣密載荷幅值特性、速度特性及分布特性的影響規(guī)律，并提出了已有試驗(yàn)臺(tái)的改進(jìn)途徑。
　　論文提出了交變壓力模擬試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)思想，探討了氣密載荷作用下，試驗(yàn)車體原型及其模型的幾何相似性及應(yīng)力應(yīng)變關(guān)系的相似性，確定了不同相似比車體模型的有效氣密載荷，通過(guò)仿真計(jì)算驗(yàn)證了運(yùn)用活塞機(jī)構(gòu)給試驗(yàn)車體模型施加氣密載荷的可行性；在此基礎(chǔ)上，建立了相似比為5的車體模型的交變壓力模擬試驗(yàn)臺(tái)的仿真模型，根據(jù)

4、仿真計(jì)算結(jié)果對(duì)該試驗(yàn)臺(tái)流場(chǎng)的變化特點(diǎn)及氣密載荷的加載特性進(jìn)行了分析，得到了試驗(yàn)臺(tái)密閉室容積、活塞排量及偏心輪轉(zhuǎn)速對(duì)氣密載荷加載特性的影響規(guī)律；應(yīng)用正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)的方法，對(duì)載荷加載頻率為1 Hz的交變壓力模擬試驗(yàn)臺(tái)的主要設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，獲得了以載荷均勻性和功耗為綜合評(píng)價(jià)指標(biāo)的最優(yōu)的交變壓力模擬試驗(yàn)臺(tái)的設(shè)計(jì)方案。
　　論文對(duì)西飛和四方試驗(yàn)臺(tái)的研究有助于認(rèn)識(shí)試驗(yàn)臺(tái)氣密載荷的加載特性及影響因素對(duì)氣密載荷的影響規(guī)律；論文針對(duì)交變壓力模