气动载荷下高速列车车体焊接结构疲劳寿命预测
2012-07-02高月华付占起兆文忠
大连交通大学学报 2012年2期
高月华,付占起,兆文忠
(大连交通大学 交通运输工程学院,辽宁 大连 116028)*
0 引言
随着列车速度的不断提高,高速铁路隧道空气动力学已成为列车空气动力学的重要组成部分.高速列车在隧道中运行和明线运行相比产生的空气动力学问题更加复杂.列车穿越隧道时受到的气动阻力很大程度上取决于隧道内的压力波.当高速列车进入隧道时,隧道内的空气压力在极短时间内发生强烈波动,压缩波在车头处形成,并在隧道内以近似声速的速度传播.一部分压缩波在到达隧道出口时又以膨胀波形式反射回来.压力波在隧道出口和进口之间不断反射,从而在隧道内部形成了复杂的相互作用.这些压力波造成了大的压力瞬变,形成的脉动载荷作用在列车上对车体结构及关键焊接部位可能造成疲劳隐患.然而,就气动载荷作用下对车体焊接结构疲劳寿命预测的研究则很少有文献提到[1-3].
我国现有铁路线上存在众多的隧道,在铁道部对现有铁路线进行多次大提速的背景下,如何应用新的技术手段准确的预测隧道内压力变化,对改善列车和隧道的设计有很大帮助.本文就此进行了研究,首先对数值计算结果与实验结果进行对比,通过对比验证了数值计算的可靠性.并把数值计算的结果通过流固耦合技术加载到某车体焊接结构的有限元模型上,最后对耦合后的有限元模型进行了强度计算和焊缝疲劳寿命预测……
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