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磁浮列车明线交会横向振动分析

刘堂红 田红旗

刘堂红, 田红旗. 磁浮列车明线交会横向振动分析[J]. 交通运输工程学报, 2005, 5(1): 39-44.
引用本文: 刘堂红, 田红旗. 磁浮列车明线交会横向振动分析[J]. 交通运输工程学报, 2005, 5(1): 39-44.
LIU Tang-hong, TIAN Hong-qi. Transverse vibration analysis of two maglev trains passing by in open air[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2005, 5(1): 39-44.
Citation: LIU Tang-hong, TIAN Hong-qi. Transverse vibration analysis of two maglev trains passing by in open air[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2005, 5(1): 39-44.

磁浮列车明线交会横向振动分析

基金项目: 

教育部跨世纪优秀人才培养计划基金项目 [2002]48

详细信息
    作者简介:

    刘堂红(1976-), 男, 湖南新化人, 中南大学博士研究生, 从事车辆结构与空气动力学研究

  • 中图分类号: U260.11

Transverse vibration analysis of two maglev trains passing by in open air

More Information
    Author Bio:

    LIU Tang-hong(1976-), male, doctoral student, 86-731-2655294, lthjd@163.com

  • 摘要: 为了研究气动力对磁浮列车运行稳定性的影响, 以上海磁浮列车为研究对象, 采用动网格技术, 通过求解三维可压缩非定常N S方程对磁悬浮列车在相对速度860 km/h交会时的气动力进行数值模拟; 同时将车体、悬浮架作为弹性体, 悬挂系统作为弹簧阻尼单元, 建立了详细的系统动力学模型, 对考虑列车交会瞬态压力冲击作用下的高速磁浮列车进行了横向振动分析。计算结果表明, 流场数值计算出的最大压力波幅值与实车试验结果两者差距小于6%;仅考虑轨道不平顺时, 磁浮列车的横向振动较小, 而在考虑磁浮列车高速运行时产生的交会压力波的情况下, 车体却产生了较大的横向振动, 底架最大横向加速度达1 5 m/s2, 经过二系悬挂的缓冲作用后振动明显减小, 悬浮架最大横向振动加速度约为0 7 m/s2。

     

  • 图  1  实车试验与数值计算交会压力波比较

    Figure  1.  Pressure pulses comparison of real car test and numerical calculation

    图  2  磁浮列车有限元离散模型

    Figure  2.  Finite element mesh model of maglev train

    图  3  列车交会压力波分布

    Figure  3.  Distribution of train passing pressure pulses

    图  4  车顶横向位移-时间曲线

    Figure  4.  Curves of roof's transverse displacement vs time

    图  5  侧墙横向位移-时间曲线

    Figure  5.  Curves of side wall's transverse displacement vs time

    图  6  车顶横向加速度-时间曲线

    Figure  6.  Curves of roof's transverse acceleration vs time

    图  7  侧墙横向加速度-时间曲线

    Figure  7.  Curves of side wall's transverse acceleration vs time

    图  8  底架横向加速度-时间曲线

    Figure  8.  Curves of underframe's transverse acceleration vs time

    图  9  悬浮架横向加速度-时间曲线

    Figure  9.  Curves of suspension bogies's transverse acceleration vs time

    图  10  车顶横向位移-频率曲线

    Figure  10.  Curves of roof's transverse displacement vs frequency

    图  11  底架横向位移-频率曲线

    Figure  11.  Curves of underframe's transverse displacement vs frequency

    图  12  悬浮架横向位移-频率曲线

    Figure  12.  Curves of suspension bogies' transverse displacement vs frequency

    图  13  车顶横向加速度-频率曲线

    Figure  13.  Curves of roof's transverse acceleration vs frequency

    图  14  底架横向加速度-频率曲线

    Figure  14.  Curves of underframe's transverse acceleration vs frequency

    图  15  悬浮架横向加速度-频率曲线

    Figure  15.  Curves of suspension bogies' transverse acceleration vs frequency

    表  1  结果输出曲线描述

    Table  1.   Description of results output curves

    曲线1——车顶前端位移(加速度) 曲线2——车顶中部位移(加速度)
    曲线3——车顶后端位移(加速度) 曲线4——侧墙前端位移(加速度)
    曲线5——侧墙中部位移(加速度) 曲线6——侧墙后端位移(加速度)
    曲线7——底架前端位移(加速度) 曲线8——底架中部位移(加速度)
    曲线9——底架后端位移(加速度) 曲线10——悬浮架1位移(加速度)
    曲线11——悬浮架2位移(加速度) 曲线12——悬浮架3位移(加速度)
    曲线13——悬浮架4位移(加速度)
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    表  2  分析结果

    Table  2.   Analysis result

    阶数 频率/Hz 振型
    1 6.6 侧墙1阶横向弯曲
    2 7.0 车体点头
    3 9.6 车体1阶垂向弯曲
    4 10.0 车体局部
    5 10.4 车体抬头
    6 13.3 车顶2阶扭转
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出版历程
  • 收稿日期:  2004-08-05
  • 刊出日期:  2005-03-25

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