高速动车组概论第二次作业

高速动车组概论第二次作业

1. 高速动车组车体技术主要体现在哪些方面？

流线形车体结构：列车空气动力学，动车组头型设计，动车组车身外型设计

动车组车体的轻量化设计：轴重对轮轨相互作用的影响，车体结构的轻量化技术，车内设备的轻量化技术，转向架结构轻量化技术

车体的密封隔声技术：车体的密封隔声性能，车体的密封技术，车内噪声控制技术 防火安全技术：防火结构设计，火灾预测和灭火装置设计

动车组连接装置：密接式车钩缓冲装置 ，车钩缓冲装置，密接式车钩缓冲装置

2. 试分析高速动车组的空气阻力来自哪些方面?

空气阻力主要在以下五个方面对高速动车组产生阻力影响

动车组运行中列车的表面压力：高速动车组头车鼻尖部位正对来流方向为正压区，车头部附近的高负压区：从鼻尖向上及向两侧，正压逐渐减小变为负压，到接近与车身连接处的顶部与侧面，负压达最大值，头车车身、拖车和尾车车身为低负压区。

动车组会车时列车的表面压力：由于相对运动的列车车头对空气的挤压，在与之交会的另一列车侧壁上掠过，使列车间侧壁上的空气压力产生很大的波动。在一辆运行列车与另一静止不动的列车会车时，以及两列等速或不等速相对运行的列车会车时，将在两列相对运行列车一侧的侧墙上引起压力波。

动车组通过隧道时的表面压力：列车在隧道中运行时，将引起隧道内空气压力急剧波动，因此列车表面上各处的压力也呈快速大幅度变动状况，完全不同于在明线上的表面压力分布。另外，两列车进入隧道的时差对压力变化也有很大的影响，当形成波的叠加时将引起很高的压力幅值和变化率，此时车体表面的瞬时压力可在正负数千帕之间变化。 列车风：当列车高速行驶时，在线路附近产生空气运动，即为列车风。

列车空气动力学的力和力矩：作用于车辆上的空气动力学的力和力矩，其中有：空气阻力、上升力、横向力，以及纵向摆动力矩、扭摆力矩和侧滚力矩。

这是我在网上载录的一部分内容，由于这方方面知识较匮乏，不是特别理解，望老师予以指导。

( 1 )摩擦阻力

高速列车的摩擦阻力是指列车高速运行时，空气与列车表面之间由于空气薪性而引起的摩擦阻力。对于列车来说，其长度与高或宽之比特别大，一般为50～100 ，甚至更大，因此列车与空气的“浸润”面积与其横截面之比也具有上述这样大的数值。所以，高速列车表面摩擦阻力在总空气阻力中占有较大的比例，是列车阻力的主要组成部分之一。

有关的研究表明，由于列车长度、表面光洁度、车底转向架和悬挂件等屏蔽和列车头、尾部流线化程度的不同，高速列车的表面摩擦阻力约占总空气阻力的26 % ～55 %。因此应注重提高列车的表面光洁度．以有效地降低表面摩擦限力。

( 2 )压差阻力

高速列车的压差阻力主要是由头部止压和尾部涡流产生的负压之间所形成的压差而形成的，它取决于列车头、尾部的外形与流态。如果空气绕流线型物体流动时不发生分离，则不会引起或只会引起很小的压差阻力．因此现代高速列车的头、尾部都毫无例外地采用流线型。突然截断的钝形尾部的阻力增加，而弓形尾部的阻力减小，这是由于尾流区中一对纵向涡流消失之故。高速列车根据头、尾部流线型程度和列车长度等情况的不同，压差阻力约占列车总空气阻力的7 %～14 %。虽然压差阻力在总空气阻力中所占的比例并不很大，但由于其关系到脉冲压力的幅值和梯度、侧风所引起的气动力以及气动噪声等，因此应格外关注。

对于高速列车头、尾部外形须仔细研究，精心设计。

( 3 )干扰阻力

高速列车的干扰阻力主要是由于车辆光滑表面的突出物，诸如手柄、门窗、转向架及其上的悬挂件、车辆之间的连接风挡和车顶受电弓和其他装备等所引起的空气阻力。高速列车下部，根据其外形．尤其是转向架等设备是否装有整流罩等情况，其干扰阻力约占总空气阻力的24 ％～58 %。受电弓的于优阻力也比较大，根据受电弓及其基座的形状和整流罩的情况，约占列车总空气阻力的7％～19 %。可以看出，由于列车的这些外露附属装置具有较大的干扰阻力，因此必须注意其自身的流线型化，或为其加装流线型整流罩。高速列车车辆之间的封闭也不可忽视，否则还会由于间隙而引起占总空气阻力2 ％～4％的干扰阻力。