TBT3503.5-2023_铁路应用空气动力学第5部分：大风评估要求和试验方法.docx
ICS 45.060.01CCS S 30TB中华人民共和国铁道行业标准TB/T3503.52023铁路应用空气动力学第5部分：大风评估要求和试验方法RailwayApplicationsAerodynamics一Part5：Requirementsandtestproceduresforwindassessment2023-09-14发布2024-04-01实施国家铁路局发布目次前言III引言IV1范围12规范性引用文件13术语、定义及缩略语14符号15机车车辆大风稳定性的评估方法与要求96临界风速曲线计算所需线路条件数据237文档要求28附录A（资料性）机车车辆大风稳定性评估方法的实施细则30附录B（资料性）大气边界层风洞试验32附录C（规范性）标准地面配置的风洞基准试验数据36附录D（资料性）风洞试验的其他地面配置39附录E（资料性）其他地面配置的风洞基准试验数据41附录F（资料性）阻塞修正52附录G（资料性）路堤增速效应53附录H（资料性）五质量模型55附录【（规范性）帽型阵风数学模型67附录J（资料性）随机风数学模型72附录K（资料性）铁路沿线风场信息评估方法77参考文献79本文件按照GB/T1.I-2O2O标准化工作导则第1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定起草。本文件是TB/T3503铁路应用空气动力学的第5部分。TB/T35O3铁路应用空气动力学已经发布了以下部分：第1部分第2部分第3部分第4部分第5部分符号与单位。隧道空气动力学效应。隧道空气动力学要求和试验方法。列车空气动力学性能数值仿真规范:大风评估要求和试验方法。请注意本文件的某些内容可能涉及专利本文件的发布机构不承担识别专利的责K本文件由铁路行业基础通用及运输设备标准化技术归口单位提出并归口。本文件起草单位：中南大学、中国铁道科学研究院集团有限公司标准计量研究所、中车青岛四方机车车辆股份有限公司、中车长春轨道客车股份有限公司、中车唐山机车车辆有限公司、中国铁道科学研究院集团有限公司机车车辆研究所、中国空气动力研究与发展中心、西南交通大学、中铁第一勘察设计院集团布.限公司、清华大学,本文件主要起草人：田红旗、刘堂红、林鹏、滕万秀、徐练、姚拴宝、余以正、于淼、宁迎智、何德华、黄志祥、李田、徐胜金。Ill机车车辆在大风下的运行安全性主要取决于机车车辆和基础设施的特征以及运营条件.包括：一机车车辆的气动特性。一机车车辆动力学参数（质量、悬挂、止挡等）。轨距。线路特征（曲线半径与超高、路堤与桥梁高度、防风设施）°环境风特征。运行速度，运行方式（摆式、非摆式，行驶方向）。TB/T35O3铁路应用空气动力学拟由以下五个部分组成： 第1部分:符号与单位。目的在于确立铁路空气动力学涉及的符号和单位。 第2部分：隧道空气动力学效应:目的在于确立铁路隧道空气动力学的术语和定义、运行阳力、单列列车过隧道气动效应、隧道交会气动效应、试验和数值计算要素。 第3部分：隧道空气动力学要求和试验方法。目的在于确立列车在隧道中运行时隧道内气动压力变化的计算和试验方法、作用在非密封交会列车上的气动压力载荷、作用在密封列车上的气动压力载荷、车内空气压力变化和车内外压差评定方法。 第4部分：列车空气动力学性能数值仿真规范。目的在确立列乍空气动力学性能数值仿真的术语、定义及缩略语、基本要求和不同工况数值仿真要求C -第5部分：大风评估要求和试验方法。目的在于确立大风环境下列车的气动载荷、稳定性评估要求和试验方法铁路应用空气动力学第5部分：大风评估要求和试验方法1范围kFl l轮运转设彳铁路应川试验方法、新版本文件规定了机车车辆的大风魂金性评Wa本文件适川于动车组、机车2规范性引用文件下列文件中的内容 件,仅该日期对应的版ft、 本文件。TB/T 3503. ITB/T 3503.43术语、定义及缩3.1术语和定义下列术语和定3.1.1背风侧钢轨Iee位于机车车辆背风吸:可少傀条款、其中，注日期的引用文引用文件.包括研有的修改单)适用于Jll ；、LJJ力学第I部分：符号与空气动力学第4部分:下空气动力学性能数值仿真规范3.1.2侧滑角yaw angle合成风速(风速与车速3.1.3临界风速 critical wind spec在不超过倾覆系数限值的情况下】3.2缩略语下列缩略语适用于本文件。CFD：计算流体动力学(ComPUtatiOnalfluiddynamics)CWC：临界风速曲线(CriliCalwindcurve)MBS：多体系统动力学仿真(multi-bodysimulation)4符号TB/T3503.1规定的符号和表1规定的符号适用于本文件编号符号单位含义说明1包从体j到体i的旋转矩阵一2am机车车辆定距的一半3rtmm/s离差风洞数据极值分析得到的离差4Ams2未平衡横向加速度a=-Rr26a5ms2未平衡横向加速度的最大值6BY一路堤阻塞比最高路堤模利高度与风洞高度之比7BV机车车辆阻塞比机车车辆模型在风洞横截面上的投影面枳与风洞横鼓面积之比8b的函数9“m轮轨接触点间距的一半见5.4.2.3IO,inm轮轨接触点到轮轴中心的最小距离Il仇m一系悬挂）坐标值12b2m二系悬挂）坐标值一13C一风速相干函数14GO风向ffi为90。时的风速相干函数一15ct.气动力系数2FlCzk=16CW一气动力矩系数2J".、/="17Cih"绕背风侧钢轨的制滚力矩系数18绕背风侧钢轨的平均侧滚力矩系数偏差已修正19绕背风侧钢轨的峰值制滚力矩系数偏差已修正20Cv4ViaIrrcIrtBk跷背风侧纲轨的侧滚力矩系数的基准值侧I滚力矩系数由必准试验获得21CJW*.l*r.bak绕背风便钢轨的平均Iw滚力矩系数的基准值22AC1.W«.Irr.Iimk一绕背风侧钢轨的峰值侧滚力矩系数的基准值一23一绕背风侧纲轨的平均侧滚力矩系数的实能!值偏差未修正24ACW.lrr.绕背风侧钢轨的峰值侧滚力矩系数的实溜值偏差未修正25JIre.IrM一标准模型绕背风制钢轨的侧滚力矩系数的实测值26CtCOoPer理论中的系数i=u,v27CjNmra<l抗侧滚扭杆的扭转刚度i=前转向架；i=2,后转向架28c.CBm车体重心在局部坐标系中的X坐标值29C,.CBm车体垂心在局部坐标系中的）坐标值30Cr.CBm车体戒心在局部坐标系中的Z坐标值31cy.BGim转向架歪心在局部坐标系中的y坐标值i=1,前转向架;i=2.后转向架编号符号单位含义说明32CLin转向架小心在局部坐标系中的Z坐标值i=前转向架；i=2.后转向架33c<,««(仇,)34cco(w)35cCOS(WlU)36D37D.界蜘iM、0838d0m/征长度3.36m39-系悬挂外挠、=1.，-系悬挂;j=2,左儡一系悬挂i=q转向架;i=2,后转向架40包3.j7；M.系悬挂的挠度Ij=i侧'悬挂;j=2.左侧二系悬挂*1.前、向架；i=2,后转向架41他Ic)/行Ll流tilHI三前转、架；i=2,后转向架42/风速频率43bl0>阻塞修正系数*的函数44NM一45挂i的*方向弹性力46.,口*gppil向弹性力47<i,rNCO.股的Z方向弹性力48d一系悬挂弹性力/=1.才Mi=Ip一系同前间*）=2,左侧一系悬挂架；i=2,后转向架49n:二系悬挂如性力j=l小二触挂J=2,左侧二系悬挂内.“向架;i=2,后转向架50Z(.CBN¾V11悬挂弗性力/51r.BCiN到的系g二系悬挂弹性力,fi前转向架;j=2,后转向架52N的一系悬挂弹性力,/l前转向架；i=2,后转向架53glHzZ-54人速系数55A路堤阻谕加EL56Cooper理论中基于纵向枳分尺度的无ht纲风速频率i=u,r57A/.COoPer理论中基于合成积分尺度的无M纲风速频率iu9v58一方法因子考虑:质ht模型中的不确定性59/».叫N体i受到的质Ilt力60N车体受到的质靖力编号符号单位含义说明61AHzn次谐波频率f,n07=2=262Hz数据采集频率风洞中数据采集的采样频率63ZH*I.CBN车体受到的合力64mI.IIG4N转向架受到的合力i=前转向架;i=2,后转向架65/'>U.N轮对受到的合力i=.前转向架;i=2.后转向架66A一无量纲风速频率67Z.CBN车体受到的气动力一68G一阵风因子一69/气动导纳函数一70%m超高71hm机车车辆高度72h,n尚地高度73(n粗糙尺度74A2m二系悬挂在局部坐标系中的T坐标值75A风速分班i的湍流强度i=u,%明风速标准偏差与平均速度之比76UTa）的次谐波相位77r平均风速的路堤阻塞修正系数用于风洞平均风速的修正78Ak.一峥值风速的路堤阻塞修正系数用于风洞峰值风速的修正79L一Gfi.修正系数一80A.修正系数一81k
