[发明专利]一种测量风环境下列车气动力的测点模型建立方法及应用

说明书

一种测量风环境下列车气动力的测点模型建立方法及应用，该方法包括以下步骤：1)设置测力模型,获取运行列车车身上每个测力点的压力值Psy；2)结合压力值Psy计算得出列车车身气动力系数试验值；3)利用测力天平测定并计算得到风洞试验的列车车身气动力系数参考值；4)初步指定车身长度方向测力点的初步布置列数为Acbn，探求得到车身高度/宽度方向测力点的预选布置行数Byxn；5)按预选布置行数Byxn分组试验，探求得到车身侧面/顶面测力点布置模型Azyn‑Bzyn。本申请提供的技术方案，建立了标准化的测量列车车身气动力测力点模型，使得再对列车车身进行测力点分析时得到相较现有技术更为准确的气动力预测结果。

技术领域

本发明涉及一种测力点模型建立方法，具体涉及一种测量风环境下列车气动力的测点模型建立方法(测量列车车身气动力的测力点模型建立方法)，属于高铁列车技术领域；本发明还涉及一种测量风环境下列车气动力的测点模型建立方法(测量列车车头气动力的测力点模型建立方法)；本发明还涉及一种列车气动力测定方法。

背景技术

大风环境下列车气动力的测量在不同的实验条件下有不同的方式，对于风洞测试，列车模型是固定的，通常使用六分量测力天平来直接测得列车三个方向上的气动力和力矩。例如，张雷等对CRH2列车模型进行了风洞测试，并在每辆车内安装了测力天平装置。然后，在不同的侧滑角β下，测试了头车、中车和尾车的气动力和力矩。在实车试验中，当列车静止时，也可以通过测力装置直接测试列车所受到的气动力。例如英国的Baker等在英国的一个沿海地区进行了实车测试，其中三节车被放置在海滩边上，使之处于西南风中。气动力测量装置放在中间车上，使用的是成对的垂直称重传感器，这些称重传感器对称放置在每个车轮下方的轨道隔离部件上。但是，当列车在大风环境下运行时，目前尚没有直接的方法来测试大风引起的气动力和力矩。为了实时捕捉气动力和力矩，表面压力积分法最为常用，该方法可以直接获得列车表面的压力，并确保脉动力的准确性。即将压力测点布置在列车表面上，一个测点代表相应的区域。每个区域的力可以通过该区域上的压力积分获得，而总力则可以通过矢量和获得。力矩是力臂与每个区域中相应力的乘积，而总力矩是通过矢量和获得的。每个压力测点区域中的压力积分方法如下所示：

F＝∫∫Pdxdy (1)

M＝∫∫PLdxdy (2)

F表示气动力，M表示气动力矩，P代表每个压力测点的压力值，L表示从压力测点到力矩作用点的距离，dxdy表示每一个压力测点的积分面积。

如前所述，尽管压力积分方法已经在某些实验中被使用了，但是这种间接测量方式的结果与实际结果有多大的差异，以及何种测点布置方式才能最大程度上反应真实的气动力和力矩，如果能够提供一种可靠的列车测力点模型，使得采用该模型布置测力装置而得到气动力的值准确度高。则极大的解决了上述问题。

因此，如何提供一种测量风环境下列车气动力的测点模型建立方法，能够建立标准化的测量列车车身气动力测力点模型，使得再对列车车身进行测力点分析时得到相较现有技术更为准确的气动力预测结果，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

发明内容