一种高速铁路隧道空气动力学试验装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种高速铁路隧道空气动力学试验装置，包括两个支撑行走部、两个行车部、数据采集部和控制台，两个支撑行走部均呈环形状且上下分布；两个行车部分别嵌合安装在两个支撑行走部上；数据采集部套设于支撑行走部且形成行车部的行走通道；控制台分别与行车部和数据采集部电性连接。本发明专利技术能够测试列车在高速运行状态下(600km/h)单车通过或在隧道内交会时在不同速度范围、不同隧道长度、不同缓冲结构等条件下产生压缩波和微气压波的分布特征及变化规律。征及变化规律。征及变化规律。

【技术实现步骤摘要】
一种高速铁路隧道空气动力学试验装置


[0001]本专利技术涉及空气动力学试验
，更具体的说是涉及一种高速铁路隧道空气动力学试验装置。

技术介绍

[0002]《欧洲铁路技术战略》和日本的《RTRI研究规划图》都提出了开展最高运营速度达到时速360～400公里的新型高速列车和基础设施研究。俄罗斯莫喀高铁等线路已按照时速400公里的速度目标值进行设计。德国的ICE NGT400列车和英国AeroLiner3000的设计速度都达到了时速400公里。我国新建成渝中线高铁已经开始规划建设，设计时速达到了400公里，我国即将迎来时速400公里及以上速度高速铁路的发展机遇。隧道工程是铁路工程的重要组成部分，气动效应是控制隧道断面设计的关键因素之一。建设更高速度高速铁路离不开隧道气动效应试验技术的发展。
[0003]目前被我国广泛采用的隧道空气动力学室内研究方案是弹射式动模型试验系统，其中中南大学试验模型列车由3节车组成，采用弹力绳索弹射，摩擦制动、活塞制动和制动盘制动等制动，最高速度为500km/h；西南交通大学试验装置采用空气炮弹射，减速器配合阻挡器制动，速度为374.4km/h。但是主要存在以下几点问题：
[0004]1)弹射设备驱动力有限及模型建造完成后，轨道加速段长度固定，这两个因素制约了模型试验中列车模型试验速度的进一步提高；在试验设备建造与运行方面，弹射式动模型试验系统制作周期长、费用高、占地面积大、试验所需人员多；模型列车在制动段的冲击力很大，如果减速度过大，模型会受到损坏，并存在安全隐患；/>[0005]2)直线轨道占地面积大，需要专门设计的弹射系统及制动系统；轨道中心线及轨道平面均平行于地面的环形轨道占地面积大，列车设计速度达到600km/h时，圆环直径一般达到几十米甚至上百米，列车离心力存在平行于轨道平面的分力，可能造成列车脱轨；轨道中心线垂直于地面的环形轨道则容易发生失稳。
[0006]因此，提供一种稳定的适用于更高速度的高速铁路隧道空气动力学试验装置是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术提供了一种高速铁路隧道空气动力学试验装置，能够测试列车在高速运行状态下(600km/h)单车通过或在隧道内交会时在不同速度范围、不同隧道长度、不同缓冲结等条件下产生压缩波的分布特征及变化规律。能够模拟列车多次通过隧道。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]一种高速铁路隧道空气动力学试验装置，包括：
[0010]两个支撑行走部，两个所述支撑行走部均呈环形状且上下分布；
[0011]两个行车部，两个所述行车部分别嵌合安装在两个所述支撑行走部上；
[0012]数据采集部，所述数据采集部套设于所述支撑行走部且形成所述行车部的行走通
道；
[0013]控制台，所述控制台分别与所述行车部和所述数据采集部电性连接。
[0014]通过采取以上方案，本专利技术的有益效果是：
[0015]1)模型加速及制动的支撑行走部为环形状，相当于无限长轨道，因此不需要造价高昂的特殊的弹射及制动设备，大大降低了设备制造成本；
[0016]2)模型占地面积小，节约试验空间；
[0017]3)由控制台控制列车加速运动，适应不同工况条件下的加速控制，可以使行车部连续平顺获得允许范围内任何变速，避免因加速度产生惯性荷载过大而造成行车部及车载测试仪器的损坏；
[0018]4)行车部由控制台控制列车加速、减速，在闭合支撑行走部循环运行中得到充分加速后，行车部可匀速通过试验段，能够比较精准地模拟行车部实际运行环境；且行车部在达到试验速度后，可保持试验速度重复驶入数据采集部，在给定投入和技术的条件下，做到快速多次行车部运行环境进行观测隧道工程空气动力学效应，大幅提高模型试验测试工作效率；
[0019]5)两个行车部分别嵌合安装在两个支撑行走部上，能够模拟行车部通过隧道和隧道内交会等工况；
[0020]6)可以扩展应用到雨棚气动效应、声屏障气动效应、隧道气动效应对隧道主体结构病害的影响、寒区隧道温度场与空气动力学耦合作用等多个领域的研究工作中。
[0021]进一步的，所述支撑行走部包括：
[0022]多个支撑架，多个所述支撑架等间隔分布；
[0023]环形支撑管组，所述环形支撑管组固定在多个所述支撑架上；
[0024]多个轨枕，多个所述轨枕均套合在所述环形支撑管组上且等间隔分布；
[0025]两条环形轨道，两条所述环形轨道分别对称粘合在所述轨枕的两侧；并且所述环形轨道的行走平面垂直于地面。
[0026]采用上述进一步的技术方案产生的有益效果为，支撑并传递行车部行驶过程中的荷载，用于维持行车部行驶过程中稳定，同时环形轨道的行走平面垂直于地面，避免失稳现象发生。
[0027]进一步的，所述行车部包括多节依次连接的列车模型，每节所述列车模型均包括主体、两个底盘架、两个行走机构和指令控制接收机；所述主体内部中空；所述主体与其底部两个间隔分布的所述底盘架固定连接；所述行走机构安装在所述底盘架内部且嵌合在所述两条所述环形轨道上；所述指令控制接收机安装在所述底盘架的顶部外壁，所述控制台与所述指令控制接收机电性连接，所述指令控制接收机与所述行走机构电性连接。
[0028]采用上述进一步的技术方案产生的有益效果为，列车模型可以更换或延长，以模拟不同横截面积隧道及列车。
[0029]进一步的，所述行走机构包括：
[0030]驱动组件，所述驱动组件包括驱动电机和驱动轴，所述驱动电机安装在所述底盘架顶部内壁；所述驱动电机的输出轴通过齿轮组与所述驱动轴传动连接；所述驱动电机与所述指令控制接收机电性连接；
[0031]两个驱动轮，两个所述驱动轮分别安装在所述驱动轴的两端，且分别与两条所述
环形轨道的顶部相接触；
[0032]两个侧导轮，两个所述侧导轮分别对称设置在所述底盘架两侧的内壁上，且分别与两条所述环形轨道侧面相接触；
[0033]两个阻塞轮，两个所述阻塞轮分别对称设置在所述底盘架底部内壁上，且分别与两条所述环形轨道底部相接触；
[0034]两个盘式制动器，两个所述盘式制动器分别对称固定在所述底盘架顶部内壁上，且套设在所述驱动轴上；所述盘式制动器与所述指令控制接收机电性连接。
[0035]采用上述进一步的技术方案产生的有益效果为：
[0036]1)驱动轮支撑负荷，侧导轮使列车处于轨道的中心并引导它通过整个行程，阻塞轮防止列车模型在翻转行驶时偏离轨道；行车过程中列车模型只能平行于轨道方向平动，降低了车辆行驶的自由度，从而易控制，保证列车模型在高速行驶的平稳；
[0037]2)盘式制动器起列车模型减速作用，成为一个具有可控动力的列车模型。
[0038]进一步的，所述数据采集部包括：
[0039]隧道模型，所述隧道模型套设在两条所述环形轨道及所述列车模型的外围本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高速铁路隧道空气动力学试验装置，其特征在于，包括：两个支撑行走部，两个所述支撑行走部均呈环形状且上下分布；两个行车部，两个所述行车部分别嵌合安装在两个所述支撑行走部上；数据采集部，所述数据采集部套设于所述支撑行走部且形成所述行车部的行走通道；控制台，所述控制台分别与所述行车部和所述数据采集部电性连接。2.根据权利要求1所述的一种高速铁路隧道空气动力学试验装置，其特征在于，所述支撑行走部包括：多个支撑架，多个所述支撑架等间隔分布；环形支撑管组，所述环形支撑管组固定在多个所述支撑架上；多个轨枕，多个所述轨枕均套合在所述环形支撑管组上且等间隔分布；两条环形轨道，两条所述环形轨道分别对称粘合在所述轨枕的两侧；并且所述环形轨道的行走平面垂直于地面。3.根据权利要求2所述的一种高速铁路隧道空气动力学试验装置，其特征在于，所述行车部包括多节依次连接的列车模型，每节所述列车模型均包括主体、两个底盘架、两个行走机构和指令控制接收机；所述主体内部中空；所述主体与其底部两个间隔分布的所述底盘架固定连接；所述行走机构安装在所述底盘架内部且嵌合在所述两条所述环形轨道上；所述指令控制接收机安装在所述底盘架的顶部外壁，所述控制台与所述指令控制接收机电性连接，所述指令控制接收机与所述行走机构电性连接。4.根据权利要求3所述的一种高速铁路隧道空气动力学试验装置，其特征在于，所述行走机构包括：驱动组件，所述驱动组件包括驱动电机和驱动轴，所述驱动电机安装在所述底盘架顶部内壁；所述驱动电机的输出轴通过齿轮组与所述驱动轴传动连接；所述驱动电机与所述指令控制接收机电性连接；两个驱动轮，两个所述驱动轮分别安装在所述驱动轴的两端，且分别与两条所述环形轨道的顶部相接触；两个侧导轮，两个所述侧导轮分别...

【专利技术属性】
技术研发人员：方雨菲，马伟斌，王辰，杜晓燕，邹文浩，程爱君，郭小雄，马超峰，赵鹏，
申请(专利权)人：中国铁道科学研究院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：