随机风环境下高速列车运行安全评估研究

来源：机械工程学报杂志2018年第4期北京时间：

作者：于梦阁, 张骞, 刘加利, 张继业

单位：1. 青岛大学机电工程学院 青岛 266071;2. 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 青岛 266111;3. 西南交通大学牵引动力国家重点实验室 成都 610031

摘要：研究随机风环境下高速列车的气动特性及运行安全特性，提出一种随机风环境下高速列车运行安全的评估方法。基于Cooper理论和谐波叠加法建立任意风向角下随车移动点的脉动风速数值模拟方法，推导随机风作用下高速列车非定常气动载荷的计算公式；建立高速列车系统动力学模型，研究非定常气动载荷作用下高速列车的运行安全特性，获得随机风环境下高速列车安全运行的平均特征风速曲线及其置信区间。计算结果表明，在随机风环境下，高速列车的非定常气动载荷及轮重减载率具有随机特性，且近似服从正态分布；风向角越接近于90°，非定常气动载荷及轮重减载率的波动幅值越大；在相同的风向角下，MCWC随着列车速度的增加而减小；在相同的车速下，不同风向角下的MCWC由小到大的排序为90°、60°、120°、30°、150°。

关键词：风向角,高速列车,气动载荷,随机风,运行安全；

基金资助：国家自然科学基金（51705267，51605397）和山东省自然科学基金（ZR2014EEP002）资助项目