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摘要
为了进一步提高时速400 km高速列车风阻制动装置的工程应用可行性及科学性，有效弥补列车高速阶段制动力不足问题.本文基于三维定常不可压的黏性流场N-S及k-ε双方程模型，以CR400AF平台动车组流线型外观为雏形，装配新型“蝶形”风阻制动装置，分别建立不同工况流体动力学计算模型，对不带制动风翼板及带制动风翼板高速列车在不同速度等级条件的气动特性作了对比分析，同时重点分析计算了时速400 km/h高速列车首排制动风翼板紧急制动工作时在风载荷作用下的强度及振动特性.研究结果表明：不同速度等级工况下带首排制动风翼板较不带首排制动风翼板高速列车所受空气阻力有大幅增加，整车阻力系数从0.234增大至0.255；设计安装42Cr4材质首排制动风翼板高速列车400 km/h运行时，整车所受空气阻力增大约14.0%，首排制动风翼板所受气动载荷约为3.72 kN，作用下最大应力点出现在风翼板两侧上部拉杆连接处，远小于材料屈服极限，满足强度设计要求；高速列车首排制动风翼板前12阶模态振动所对应的固有频率范围为143.53～845.64 Hz，其中1～5阶主振型为风翼板上部前后弯曲及扭振，6～12阶逐渐扩展到下部和两侧的弯曲及扭振，同时伴有局部模态.
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单位兰州交通大学; 机电工程学院
