側(cè)風(fēng)對(duì)高鐵車輛安全性影響探究

惠凌宇

摘 要：在高鐵快速發(fā)展的背景下，需要解決列車與側(cè)風(fēng)交互問(wèn)題。在側(cè)風(fēng)環(huán)境的影響下，車輛可能遇到安全運(yùn)行問(wèn)題，只有提出穩(wěn)定側(cè)風(fēng)的方法，對(duì)側(cè)風(fēng)的變動(dòng)范圍進(jìn)行明確，了解每個(gè)懸架參數(shù)變化與高鐵運(yùn)轉(zhuǎn)之間的關(guān)系，才能合理應(yīng)對(duì)側(cè)風(fēng)產(chǎn)生的影響?；诖丝梢詰?yīng)用自動(dòng)橫向阻尼器對(duì)側(cè)風(fēng)問(wèn)題產(chǎn)生的車輛振動(dòng)進(jìn)行平衡，需要將硬件設(shè)備與軟件設(shè)備相結(jié)合，才能設(shè)置符合標(biāo)準(zhǔn)的控制模塊。

關(guān)鍵詞：側(cè)風(fēng);高鐵運(yùn)營(yíng);車輛安全;影響因素

在高鐵運(yùn)行角度來(lái)看，側(cè)風(fēng)的擾動(dòng)是需要關(guān)注的重點(diǎn)，側(cè)風(fēng)具有一定的不確定性，側(cè)風(fēng)對(duì)高鐵運(yùn)行造成的主要擾動(dòng)為，車輛運(yùn)行負(fù)荷有所增加，具體的負(fù)荷量尚不清楚。通過(guò)了解高鐵運(yùn)行需求得出，需要保證車輛安全性與穩(wěn)定性，對(duì)多種外界因素進(jìn)行有效排除。在高鐵運(yùn)行領(lǐng)域中，側(cè)風(fēng)已經(jīng)成為迫切研究的課題。在研究工作開(kāi)展中，需要以安全性作為出發(fā)點(diǎn)，深入分析高鐵尾端穩(wěn)定狀態(tài)和輪軌安全情況，闡述側(cè)風(fēng)造成的擾動(dòng)。

一、車輛系統(tǒng)動(dòng)力性模型分析

在針對(duì)風(fēng)的載荷情況進(jìn)行分析過(guò)程中，需要將安全原則作為核心內(nèi)容，構(gòu)建與高鐵運(yùn)行需求相符的動(dòng)態(tài)模型。在楓樹(shù)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)得到激活后，需要合理使用p側(cè)風(fēng)ck軟件，完成精準(zhǔn)記錄與計(jì)算，為保證計(jì)算結(jié)果與系統(tǒng)運(yùn)行需求相符，需要對(duì)風(fēng)速等時(shí)間因素進(jìn)行確定，保證模型獲取的風(fēng)量接近自然風(fēng)特征。通過(guò)了解高鐵運(yùn)行結(jié)構(gòu)參數(shù)得出，需要應(yīng)用simp側(cè)風(fēng)ck軟件，實(shí)現(xiàn)立體模型分析。在研究案例選擇過(guò)程中，以高鐵車頭為研究案例，觀察高鐵車頭在側(cè)風(fēng)的影響下，形成的各種參數(shù)。在懸架系統(tǒng)分析過(guò)程中，需要合理應(yīng)用到二級(jí)懸架設(shè)備，對(duì)車身起到支撐作用，對(duì)橫向動(dòng)力進(jìn)行傳遞，預(yù)防出現(xiàn)車輛振動(dòng)現(xiàn)象。在第一懸掛裝置過(guò)程中，需要使用到大量彈簧設(shè)備，在定位節(jié)點(diǎn)和垂直阻尼器應(yīng)用時(shí)，重點(diǎn)關(guān)注阻尼器狀態(tài)，達(dá)到減震的理想目標(biāo)，合理調(diào)整滾動(dòng)扭桿。

此階段研究過(guò)程中，主要了解側(cè)風(fēng)對(duì)高鐵運(yùn)行產(chǎn)生的影響，因此需要針對(duì)運(yùn)行模型合理簡(jiǎn)化，忽略外界多種影響因素。再考慮懸架靈活性問(wèn)題時(shí)，可以將車輛視為運(yùn)行的整體，大部分車輛處于非線性運(yùn)行狀態(tài)，因此可以合理應(yīng)對(duì)線性關(guān)系與非線性關(guān)系，保證系統(tǒng)建模工作質(zhì)量。在車輛系統(tǒng)非線性分析時(shí)，正確選擇懸掛參數(shù)，深入了解懸掛接觸到的多種問(wèn)題，明確高鐵運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的非線性關(guān)系。在幾何參數(shù)分析過(guò)程中，需要合理融入接觸理論，分析參數(shù)和蠕滑系數(shù)之間的線性關(guān)系。針對(duì)幾何非線性理論進(jìn)行全面分析時(shí)，需要了解懸掛裝置的主要特點(diǎn)，以垂直減震器作為核心內(nèi)容，深入了解臥式止震器與減震器的實(shí)際狀態(tài)，保證側(cè)風(fēng)影響因素分析的全面性[1]。

二、側(cè)風(fēng)作用下高鐵安全運(yùn)行需要關(guān)注的重點(diǎn)問(wèn)題

1.做好運(yùn)行指標(biāo)分析

在安全運(yùn)行指標(biāo)探討進(jìn)行中，需要分析風(fēng)速與風(fēng)向之間的關(guān)系，在側(cè)風(fēng)環(huán)境影響下，預(yù)防出現(xiàn)較大的橫向力，若是在車身方面出現(xiàn)橫向驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，需要做好靜態(tài)斷裂分析工作。深入了解側(cè)向穩(wěn)定性問(wèn)題，才能分析側(cè)風(fēng)對(duì)列車運(yùn)行產(chǎn)生的安全威脅。在高鐵車速與風(fēng)速處于恒定狀態(tài)下，軸向風(fēng)力在達(dá)到90°的情況下為最大值，在風(fēng)向呈銳角狀態(tài)時(shí)，風(fēng)的影響會(huì)明顯高于90°的影響。在高鐵與風(fēng)速固定的情況下，軸的橫向力會(huì)隨著車速變快逐漸增加，車身也會(huì)出現(xiàn)橫向加速度現(xiàn)象，無(wú)法保證車輛擁有穩(wěn)定運(yùn)行指標(biāo)。根據(jù)目前實(shí)際情況來(lái)講，國(guó)內(nèi)外在側(cè)風(fēng)對(duì)高鐵產(chǎn)生的影響評(píng)估方面，仍存在直接差異，通過(guò)了解相關(guān)規(guī)定可以得出，車體在橫向加速過(guò)程中，需要將極限指標(biāo)控制在0.5m/s2的范圍內(nèi)。

在列車處于高速直線行駛狀態(tài)時(shí)，車輪會(huì)與軌道完全接觸，在列車經(jīng)過(guò)曲線路段時(shí)，車輛離心力會(huì)與側(cè)風(fēng)產(chǎn)生相互效應(yīng)，可能影響列車的運(yùn)行安全[2]。

2.輪軌作用安全分析

在列車進(jìn)入曲線運(yùn)行階段后，列車運(yùn)行壓力逐漸增加，軸的橫向力在無(wú)法承受外部壓力的情況下，可能存在脫軌風(fēng)險(xiǎn)，因此需要對(duì)外界影響因素進(jìn)行高度重視。在脫軌事故因素調(diào)查時(shí)，車輛載荷問(wèn)題和側(cè)風(fēng)的影響問(wèn)題，都是需要重點(diǎn)關(guān)注的核心內(nèi)容。在實(shí)驗(yàn)工作進(jìn)行中，需要解決三角坑軌道存在的特殊性，以靜態(tài)脫軌試驗(yàn)為核心內(nèi)容。

3.車輛系統(tǒng)懸掛系數(shù)與安全性之間存在的關(guān)聯(lián)

在高鐵運(yùn)轉(zhuǎn)角度來(lái)看，高速沉降架是不可缺少的重要內(nèi)容，在二級(jí)懸架分析過(guò)程中，需要深入了解空氣彈簧運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)，做好彈簧鋼性分析，了解彈簧在高頻激勵(lì)的作用下，自身動(dòng)態(tài)是否發(fā)生變化。在系統(tǒng)懸架分析工作進(jìn)行中，需要了解減震器的實(shí)際情況，降低外界因素產(chǎn)生的干擾，將剛度規(guī)范在理想范圍內(nèi)，預(yù)防出現(xiàn)分析理念滯后問(wèn)題。在使用高速懸架時(shí)，需要突出兩方面工作特點(diǎn)，首先，在高鐵高速運(yùn)轉(zhuǎn)情況下，側(cè)風(fēng)是否對(duì)運(yùn)行情況產(chǎn)生壓力，高鐵懸架與扭動(dòng)桿配合，是否可以應(yīng)對(duì)外界壓力。其次，在懸架不同的背景下，無(wú)法形成高頻阻抗，只有對(duì)傾翻系數(shù)比例進(jìn)行確定，了解內(nèi)部總減載率[3]。

在高鐵運(yùn)行角度來(lái)看，隨著側(cè)風(fēng)逐漸增加，空氣彈簧懸架的自身性能也會(huì)隨之提升，只有優(yōu)化高鐵的抗傾覆能力，才能保證高鐵處于穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)。在側(cè)風(fēng)對(duì)高鐵運(yùn)行產(chǎn)生影響的因素分析時(shí)，需要分析側(cè)風(fēng)的載荷特性，使用CFD分析模式，對(duì)高鐵經(jīng)歷的特殊路段進(jìn)行影響因素分析，提升研究工作的覆蓋性。在協(xié)調(diào)測(cè)試工作進(jìn)行時(shí)，對(duì)系統(tǒng)布局進(jìn)行優(yōu)化，深入了解高鐵運(yùn)行需求，降低高鐵受到的外部阻力，使高鐵處于穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。在未來(lái)發(fā)展中，仍需對(duì)研究工作進(jìn)行深化，解決研究體系存在的不足。

三、結(jié)語(yǔ)

綜上所述，本文主要針對(duì)側(cè)風(fēng)對(duì)高鐵產(chǎn)生的影響進(jìn)行分析，通過(guò)研究方法得出，分析工作需要使用到統(tǒng)籌實(shí)驗(yàn)和資源計(jì)算等方法，通過(guò)系統(tǒng)規(guī)劃措施，了解高鐵運(yùn)行需求，降低外界因素對(duì)高鐵運(yùn)行產(chǎn)生的影響，滿足新時(shí)代發(fā)展需求。

參考文獻(xiàn)：

[1]郭文華，洪新民，陳春霞.側(cè)風(fēng)下高鐵列車交會(huì)運(yùn)行時(shí)車—橋耦合振動(dòng)[J].中國(guó)鐵道科學(xué)，2020，41（04）：48-56.

[2]樸明偉，李娜，方照根，兆文忠.高鐵車輛的側(cè)風(fēng)擾動(dòng)安全性探討[J].大連交通大學(xué)學(xué)報(bào)，2018，34（03）：1-8.

[3]張帆，張嫻.高速車輛系統(tǒng)減振控制技術(shù)創(chuàng)新活動(dòng)分析與對(duì)策研究[J].科技管理研究，2017，32（21）：19-24+29.