高速列车交会时的气流诱发振动分析

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1、西南交通大学硕士研究生学位论文第1页1．1课题研究背景第1章绪论高速运输已经成为现代铁路的发展方向。世界铁路的发展历史大体可以分为三个阶段：二十世纪40年代以前主要是进行路网建设，许多国家大力修建铁路，形成路网；50到70年代为牵引动力革新阶段，在这一阶段，蒸汽牵引逐渐被内燃和电力牵引所取代；70年代以来各国以提高速度为目标，对铁路进行了改造和新建。发展高速铁路成为世界铁路运输发展的共同趋势，也是铁路技术现代化的主要标志之一⋯。一般意义上来说，高速列车是指行驶速度达到200km／h的列车。1964年10月，日本建成世界上第一条速度为200km／h的高速铁路一东海

2、道新干线。1976年，英国开始运行时速200公里的列车。80年代，法国的高速列车TGV和德国的城际高速列车ICE也投入了运营。随后，意大利、西班牙、瑞典、丹麦和韩国也相继修建了高速铁路，并己由高速铁路线向高速铁路网发展川。目前，高速铁路的修建热潮已经席卷全球。存欧洲，高速铁路系统正持续扩张，荷兰、葡萄牙、奥地利都开展了铁路的高速实验，并即将投入运营。俄罗斯沉寂多年的高铁项目也再次复苏。存美洲，墨西哥于2002年已经开展计划建设高速铁路。阿根廷也对高速铁路进行了招标工作，2007年已开工建设。存亚洲，中国台湾的高速铁路2007年已经开通，土耳其也决定将最重要的铁路

3、走廊升级为高速。甚至在一些欠发达的非洲国家，如阿尔及利亚也将高速铁路列为2005到2009年经济振兴计划的一部分。在全球，各国大力建设高速铁路，列车速度提高正处于竞争局势。目前，德、日、法三国领先。德国ICE的运营时速为250公里，投入运营的1985年当年，时速就可达317公里。1988年，存富尔达．维腾堡新建高速线上创造了当时406．9km／h的世界纪录。1997年，日本存山阳新干线开通了时速达300公里的500系高速列车。法国TGV运营时速为300公里，1990年5月的试验速度达到创纪录的515．3km／hn，。2007年4月3日，法国TGV再一次震惊全世界

4、，其V150高速列车在运行试验中创造出574．3km／h的新世界纪录¨，。如今，我国铁路的运输能力已经不能够适应国民经济和社会发展的需求，路网整体运输能力严重不足，季节性运能十分紧张，而日．还在不断加剧。中国铁路以6％的世界铁路运营里程，完成了世界铁路四分之一的运输工作量，运输密度为世界之最。另一面，随着我国高速公路网的逐渐建成和航空运输业的西南交通大学硕士研究生学位论文第2页大力发展，铁路运输面临着短途受公路、长途受航空的巨大挑战。所以，铁路必须朝高速的方向发展。高速铁路可以缓解持续增长的全社会运输总量所带来的运输压力。可以满足旅客、货主对运输快捷舒适、经济便

5、利、安全准点等方面的质量要求。另外，高速铁路具有运力大、占地小、能耗低、污染少、全天候、适应性强的技术、经济优势，对于我国这样一个人均资源严重不足的国家来说，其重要性不言而喻”，。目前，我国已开始对高速铁路进行研究和建设。1991年七届人大会议通过的国民经济和社会发展十年规划及第八个五年计划纲要中，把发展高速客运技术纳入了重点科技攻关项目。“九五”计划和2010远景目标中进一步指出高新技术产业化的重点之一是铁路高速客运。1994年12月，广州至深圳开通了速度为160km／h的广深准高速，这条准高速成为中国铁路高速化的起点。2007年，我国已经全面开行时速超过20

6、0km的CRH系列动车组。2008年，速度达300km／h的高速列车在京津城际高速铁路上投入使用。并日．，酝酿多年的京沪高速铁路在今年也全面开工建设，其设计时速达380kmt”，预计2010年建成通车。此外，据规划，到2020年我国将形成以“四纵四横”为框架的高速铁路网。目前，国内时速350km的高速列车已经下线，时速400km的高速列车研究工作也即将展开。本文的研究正是存这种高速铁路建设热潮的大背景下展开的。1．2课题研究意义随着列车的速度刁≮断提高，高速列车的运营对环境、铁路建设和机车制造业带来相当多的困难和问题。许多存低速时被忽略的问题部逐渐浮出水面，并且

7、在很大程度上影响着列车的提速F，。例如，空气动力噪音与列车行驶速度的6到8次方成正比，当车速提高时，噪音将变得非常显著：两车交会时作用存车身的冲击动力在高速时也变得十分明显：列车在侧风下运行的安全性受到影响；隧道出口处的冲击波将对周围环境造成极大影响；高速列车产生的列车风对路线周围的人员和建筑物的安全性造成威胁；低速运行时，列车阻力中空气阻力所占比例极小，但当速度达200km／h和300km／h时，所占比例将分别上升到70％和85％左右t。，，所以机车动力性能需要进一步增强；机车车辆存高速运行时列‘强度和密闭性也提出更高要求阳，；车速提高时，作用存列车车身的空气

8、压力波动也将显著增强，对