高速動車的案例
基于FLUENT的某高速動車模型仿真
關鍵詞：FLUENT，高速動車，氣體流動，計算流體力學，流場特性
高速動車的發展極大的方便了現代人的出行，不僅縮短城市間的距離，還提升旅行的舒適度與效率，使得人們能夠更快捷地穿梭于工作與家庭之間，促進了經濟的交流與文化的融合。高速動車的環保特性和準時性能也進一步滿足了現代社會對于可持續發展和高效生活方式的追求。使用FLUENT對高速列車行駛過程中的流場分布進行數值模擬，可以直觀的看到列車周圍壓力以及速度分布情況。
利用FLUENT軟件對某高度動車的行駛過程進行數值模擬。通過精細的網格劃分和仿真設置，模擬了高速動車周圍的流場分布，得到了其速度和壓力分布。
在仿真過程中，首先建立了高速動車的三維模型，假設其在較大的長方體空間內行駛，對其進行網格劃分。建立幾何模型時對其進行適當的結構優化便于數值模擬過程，網格劃分時對其施加一定的控制（如曲率和偏度）以提高網格質量，綜合得到網格質量大于0.2即可滿足一般仿真需求。
為了提高仿真精度，對高速動車周圍區域的網格進行了加密處理。隨后設置了仿真參數，包括流體密度、粘度等參數。采用SST k-omega湍流模型來描述流體的湍流特性。后續可以通過改變操作參數對其進行更為細致的數值模擬，以進一步探究其流場分布。幾何模型如圖1所示，網格劃分如圖2所示。
圖1幾何模型
圖2網格劃分
列車靜止時流速分布如圖3所示，數值模擬過程中列車行駛速度設置為400km/h，初始壓力分布如圖4所示。
圖3初始速度分布
圖4初始壓力分布
列車達到穩定行駛時，速度分布如圖5所示，壓力分布如圖6所示。
圖5穩態速度分布
圖6 穩態壓力分布
最后，有相關需求歡迎通過公眾號“320科技工作室”與我們聯絡。
展開 橫風對高速動車曲線通過性能的影響
摘 要:通過橫風對電動車組氣動特性影響的試驗研究,得到了高速動車受橫風作用時所受的氣動升力、側力和
側翻力矩,并利用動力學分析軟件SIMPACK分析高速動車在橫風工況下的曲線通過性能. 分析結果表明,側向
風力引起的車輪減載是影響動車安全運行的重要因素. 在所研究的工況下,動車在常值側風下通過曲線的速度
不應超過220 km /h,在陣風下以100 km /h的速度通過曲線仍然不能滿足安全指標.
關鍵詞:鐵路;高速動車;曲線通過;動力學性能;橫風
橫風對高速動車曲線通過性能的影響.pdf
展開 2025大賽優秀作品 | 基于多物理場仿真技術的高速動車用功率器件主端子連接結構設計與評價
作品名稱：基于多物理場仿真技術的高速動車用功率器件主端子連接結構設計與評價
作者： 曾祥浩 | 中車株洲電力機車研究所有限公司 仿真高級工程師
關鍵詞：高速動車 ，IGBT，多物理場仿真，Ansys
作者說
Ansys人機交互友好，界面簡潔，使用邏輯符合仿真一般流程。同時，Ansys包含多個功能模塊，能夠支持機電熱磁多物理場仿真，功能強大，是仿真融入正向研發，指導故障分析的重要幫手。
為了提高高速動車服役環境下功率器件主端子連接結構的服役可靠性，本文通過有限元分析對IGBT器件主端子結構焊層的疲勞可靠性進行研究，并且運用不同的理論預測焊層疲勞壽命并通過功率循環試驗進行了驗證。結果表明，隨著主端子焊層孔洞率的增加，循環周次會降低，但影響并不明顯。隨著主端子焊層厚度逐漸增加，循環周次呈現出先增加后減少的變化規律。在功率循環過程中，主端子結構焊層的退化表現為灰色含Sn相的粗化，采用基于能量的Darveaux模型進行分析更加符合功率器件主端子結構焊層的退化過程。故在主端子結構中，影響其服役壽命的主要因素為焊層厚度。
挑戰/需求
IGBT廣泛應用于軌道交通等高可靠性領域，其封裝熱應力引發的失效多發生在連接部位。本文針對高速動車IGBT真實工況，基于Ansys工具，采用多物理場仿真研究主端子連接結構可靠性，重點分析連接層孔洞與厚度的影響，并通過功率循環試驗驗證結果。
使用工具：Ansys Workbench, Ansys Mechanical
最終成果
基于Ansys 軟件，采用子模型與生死單元技術，對IGBT器件在功率循環工況下進行多物理場仿真，并通過相關理論評價關鍵結構可靠性。
展開 CAE技術在高速動車組研發中的應用
軌道交通領域也不例外，特別是隨著我國高速動車技術的快速發展，提高企業自主研發能力、縮短研發周期已成為車輛制造企業的新挑戰。學習國外先進經驗，在新產品研發中大力推進CAE技術已成為行業共識。
高速列車是當今世界高新技術的集成，需要解決高速輪軌關系、高速轉向架、大功率牽引、制動控制、列車運行控制、空氣動力學工程、環境噪聲、乘坐舒適度、可靠性與安全性等一系列重大技術問題，這就需要將CAE技術應用到高速列車的各個領域中，以下扼要介紹CAE技術軌道交通設計方面的應用情況：
1. CAE技術在高速列車轉向架研發中的應用
高速轉向架是列車高速運行最重要的基礎條件之一，作為執行機構，高速轉向架在保證列車高速穩定運行時承擔列車的減振降噪作用；作為承載結構，高速轉向架在各種振動工況下確保結構的強度安全可靠性。高速列車轉向架的研發工作主要包括：a.確定高速列車在線路上各種運用工況下安全運行條件；b.研究列車懸掛裝置的結構、參數和性能對振動和動載荷傳遞的影響，并為這些裝置提供設計依據，以保證列車高速、安全、平穩的運行；c.確定動載荷特征，為分析列車及其部件的動作用力提供依據。CAE技術貫穿在高速轉向架研發的整個過程中，根據上面對高速轉向架研發工作的描述，CAE技術在高速轉向架研發中的應用主要分為兩部分：轉向架結構分析和轉向架動力學分析，轉向架結構分析包括強度、剛度和模態、結構優化等仿真分析工作；轉向架動力學分析主要用于研究懸掛裝置的結構、參數和性能對振動和動載荷傳遞的影響。
展開 
鐵路交通動車組給水衛生系統箱體內液位情況變化監測
隨著社會經濟高速發展，高速動車組滿足了快速遠出人群的交通需求，很大程度上推動了城市交通發展。同時高速動車的越來越廣泛普及與應用，乘客對車輛的智能化，舒適化要求也越來越高。因此這需要高鐵的設計者以乘客層面加入更多的人文關懷元素。
高鐵的公共衛生服務設施是乘客直接接觸的系統，該系統包括給排水、衛生間、盥洗室等部件，其中高速動車組的給排水與衛生系統是乘客體驗的關鍵系統，其技術亦是車輛技術的核心，關系到高鐵運營與制造的品牌，是讓中國高鐵“走出去”的重要環節，是促進中國高鐵“智能化”的關鍵因素。下面工采網小編和大家一起看看用于鐵路交通動車組給水衛生系統箱體內液位情況變化。
動車組給水衛生系統并不是單一設備組成，而是由多個設備和系統組成，主要包括給水裝置、溫水器、電開水爐、衛生間、盥洗室、排污系統等。而在實際火車動車運行過程中會存在很多問題，其中動車組給水衛生系統故障最為常見，動車高鐵等列車組中車內的污水無法直接排入下水道，需要預先儲存在一個箱體內，箱體內的環境比較復雜，無法通過人工直接查看箱體內液體變化，需要借助傳感器技術來監測液位。當液位到達警戒點時能夠及時檢測到并發出警報。
值得注意的是，在監測液位變化情況的同時由于現場環境特殊，傳感器在這種環境比較容易損壞。工采網提供的英國SST 低成本 緊湊型 液位開關Optomax數字系列 液體 - LLC系列能夠解決上述問題。液位開關幾乎可檢測任何液體類型；油基或水基材料選擇；聚砜(標準)或Trogamid?螺紋選擇。
英國SST 低成本 緊湊型 液位開關Optomax數字系列 液體 LLC系列 參數：
展開 印度自主動力分散型動車組完成準高速試驗(視頻)，突破時速180公里
后者為運行于新德里-博帕爾（Delhi-Bhopal）一線的城際列車，主要承擔觀光、朝圣與商務運輸，新動車組將節約15%的時間與能耗。不過據印媒《金融快報》（Financial Express）介紹，該動車組最終依然會按照設計速度，也即每小時160公里運行。
除了走自主路線，印度還與日本合作引進了新干線，本土化生產日系子彈頭高速列車，不過目前項目總體進展也是一波三折。
列車內飾圖：
來源：軌道世界 資料源：觀察者、中新網、外媒及視頻等，頂圖插圖by搜索引擎推薦
南高齒高鐵齒輪箱獲重大突破
近日，南高齒研制的時速380公里“和諧號”CRH380B型動車組齒輪箱獲得CRCC鐵路產品認證試用證書。
時速250公里“復興號”動車組齒輪箱通過專家技術評審。
時速380公里“和諧號”動車組齒輪箱獲得CRCC認證試用證書CRH380B型動車組為“和諧號”動車組中的一種車型，該車型在國內廣泛應用，其關鍵核心部件齒輪箱仍主要為進口產品。
南高齒面向CRH380B齒輪傳動系統，開展基礎研究、工藝技術研究、樣機試制、試驗技術研究等工作，形成自主知識產權，技術指標達到國際先進水平。
同時通過投入高速動車組齒輪傳動系統試驗驗證設備、仿真設計軟件、試制專用設備，建設國際一流的試驗驗證平臺、協同仿真平臺以及產品平臺，引領時速≥250km/h高速動車組齒輪傳動系統的技術發展，以替代進口產品，逐步形成產業化能力。
歷時4年，南高齒于近日順利獲得CRCC鐵路產品認證試用證書，意味著南高齒為CRH380B型動車組研制的齒輪箱具備產品運用考核資格。
時速250公里“復興號”動車組齒輪箱通過專家評審“復興號”動車組是真正的“中國造”，在其使用的254項重要標準中，中國標準占了84%。目前，時速350公里“復興號”動車組已研制成功并上線運營，時速250公里“復興號”動車組正在緊鑼密鼓的研制中。
在中國鐵路總公司主導之下，南高齒作為“企業研發隊”，充分利用CRH380B型動車組齒輪箱的研發經驗積淀開展系列項目攻關。
該齒輪箱采用一級平行斜齒輪傳動、飛濺油浴式潤滑方式、分體式鑄造鋁合金箱體、圓餅式吊桿吊掛、非接觸式迷宮密封結構和齒輪箱接地回流結構，具有高密度功率、承載強、可靠度高、易維護的特點，能夠適應-40℃- 40℃的極端天氣。
在評審會中，與會專家分別對齒輪箱技術方案、制造工藝、質量控制、型式試驗報告進行了專業審閱。
展開 國企校招 ▏中國中車18個省近30個市本碩博共招2600多人（文末附500套簡歷模板）
中國中車是以研制“復興號”動車組為代表產品的軌道交通裝備產業化集團，是全球規模領先、品種齊全、技術一流的軌道交通裝備供應商，承載著振興國家高端裝備制造業的使命，承載著打造世界一流企業的重任。位居世界500強第349位。
中國中車主要經營高速動車組、大功率機車、鐵路貨車、城市軌道交通車輛、工程機械、機電電子設備及零部件、電子電器及環保設備等產品，同時大力發展風電裝備、新能源客車、新材料、節能環保等戰略新興業務。
中國中車擁有世界領先的軌道交通裝備產品技術平臺和制造基地，產品先后出口全球109個國家和地區，并逐步從產品出口向產品、技術、服務、管理、資本一體化輸出轉變。立足全球視野，聚焦高端裝備，中國中車正全力打造成為以軌道交通裝備為核心，具有全球競爭力的世界一流高端裝備制造商和系統解決方案提供商為標志的受人尊敬世界一流中車。
中國中車堅持自主創新、開放創新和協同創新，持續完善技術創新體系，不斷提升技術創新
能力，建設了世界領先的軌道交通裝備產品技術平臺和制造基地，以高速動車組、大功率機車、鐵路貨車、城市軌道車輛為代表的系列產品，已經全面達到世界先進水平，能夠適應各種復雜的地理環境，滿足多樣化的市場需求。
中國中車制造的高速動車組系列產品
，已經成為中國向世界展示發展成就的重要名片。
產品現已出口全球
六大洲近百個國家和地區，并逐步從產品出口向技術輸出、資本輸出和全球化經營轉變。
展開 高鐵為什么長這樣？力學，力學，還是力學！
在空氣中高速前行的列車引起空氣流紊亂，從而產生的氣動噪聲又是一個影響列車乘坐舒適性的氣動問題。
高速列車氣動噪聲能量與列車速度的6-8次方成正比，如果把列車速度從200公里/小時提高到300公里/小時，氣動噪聲將提高約10─14分貝。根據空氣動力學原理，設計人員把流線型車頭設計的尖而長，把車輛斷面積盡量減小，同時讓車體盡量平整光滑不要出現凹凸的部分。為了減小高速列車氣動噪聲，除車體設計上外，還要減小車輛頂部受流系統引起的氣動噪聲，為此設計人員對受電弓及其周邊裝置進行優化設計。安裝受電弓導流罩、開發低噪聲受電弓、采用低噪聲絕緣子等來減少車頂受流系統的氣動噪聲。
我國高速列車自主研發的里程碑——CRH380A
CRH380A是我國高速動車組自主研發的標志性里程碑，CRH380A是在CRH2的基礎上完全由我國自主設計而來的第二代高速動車組列車，最高運行速度為380公里/小時，持續運營速度為350公里/小時。
第一次看到CRH380A，撲入我們眼簾的就是它們那嶄新的貌似火箭的頭型。為了讓列車最高運行速度達到380公里/小時，解決因速度提升帶來的安全性、舒適性以及節能環保性等帶來的影響，如何通過合理的頭型設計，減小列車運行阻力、抑制運行噪聲、減小列車高速交會時的氣動壓力波幅值、保證司機視角、兼顧中國文化因素等等，都是令設計者們煞費苦心的事情。
CRH380A頭型為旋轉拋物體特征的楔形結構，縱斷面型線為雙拱形，水平斷面線型為長扁型。與CHR2相比，CRH2的車頭長度只有9.4米，而CRH380A的車頭長度達到12米，長細比增加了30%左右；CRH2的車頭截面積為11.2平方米，CRH380A的截面積略小，為11.12平方米；為了降低交會壓力波，提高列車運行時的橫向穩定性，CRH380A加大了車體的側頂弧度。
展開 中國鐵路幾個之最和發展歷程簡介
6.初期國產化動車組與“中華之星”
自X2000“新時速”動車組運行以來，我國試制了“大白鯊”、“藍箭”、“先鋒”等國產200km/h動力集中準高速動車組。2002年，我國更是制成了270km/h“中華之星”高速動車組，試驗速度達到321.5km/h，但該車在此后試運行中出現軸溫過高等問題，最終于2006年永久停運。
7.引進技術，積累經驗
“中華之星”的挫折讓鐵道部意識到了引進先進技術的重要性。此后，鐵道部通過“以市場換技術”的方法，引進加拿大、日本、德國、法國動車組技術，制造了CRH1、2、3、5型動車組。
8.迅猛發展
2008年8月，京津城際鐵路開通，運營時速為350km/h。2008年6月，CRH3-001C動車組在試驗中創下了394.3km/h速度記錄。2011年，京滬高鐵開通，此后，京廣高鐵、哈大高鐵等陸續投入運營，高速鐵路在神州大地上延伸開來。
9.挫折
2011年7月23日，杭深鐵路發生了震驚全國的“7.23”事故。此后，國內對高鐵安全性的質疑甚囂塵上，中國高鐵也開始了大規模降標降速的歷程。經過降速的線路尚可提速改造，而經過降標的線路則再無達速條件，成了中國高鐵發展的重大遺憾。
10.國產標準化
2017年，350km/h“復興號”高速動車組首次投入使用。“復興號”動車組全面實現了國產化、標準化，克服了“和諧號”動車組技術標準不統一、通用性不強的問題。此后，國鐵還研制了250km/h“復興號”動車組、160km/h“復興號”動力集中式列車，并衍生了長編組、高寒型、智能動車組，實現了多種應用場景全覆蓋。
11.復速之路
2017年，京滬高鐵率先實現350km/h達速運營。此后，京津、京張、成渝、京廣高鐵也陸續實現350km/h達速運營。
展開 基于HyperWorks的液壓制動夾鉗支持銷優化設計
本文根據液壓制動夾鉗支持銷的工作原理與載荷條件，以CRH2高速動車組的制動參數為依據，利用HyperWorks軟件強大的前處理功能，建立系統的有限元模型；利用RADIOSS求解器，對支持銷進行了有限元分析，并據此對材料的選擇及工藝的選擇進行研究，以滿足產品使用要求。
靳光磊_基于HyperWorks的液壓制動夾鉗支持銷優化設計.pdf
有獎討論/被稱為“基建狂魔”的中國基建到底有多牛？
完全自主知識產權以及400km/h的“中國時速”標志著中國高速動車組已經領先世界。
在1978年，鄧小平坐在日本新干線上感慨萬千，他說：“就像推著我們跑一樣，我們現在很需要跑！”
如今39年后，美國加州州長坐中國高鐵，他說：“美國的高鐵速度可沒你們這么快，我們得努力！”
事實上，早在“復興號”之前，中國的種種基建成果就已經征服了許多人。
世界最長的跨海大橋，港珠澳大橋；世界最高的橋梁，貴州北盤江大橋；世界最復雜的立交，重慶黃桷灣立交。
除了這些，中國還有什么更牛的基建？
歡迎鄰友們踴躍發言評論，說出更多的中國偉大基建。
評論中點贊數最高的前三名，依次獲得：技術鄰紀念U盤、10元話費、500金幣。
另：評論有效者，皆可獲得50金幣。
展開 淺談鐵路設計速度和旅行速度
以成貴高鐵（設計速度250km/h）高速動車組為例，始發終到列車由于停站方案和停靠時間不同，開行方案多達20多種，列車旅行時間最短3.0h，最長4.3h，變化幅度高達43%，旅行速度也相應地從216km/h降至151km/h。
成貴高鐵動車組開行方案
02
長大坡道區段
對于地形艱險、地質復雜的鐵路區段，一般會采用大坡度以減少工程投資，規避工程風險。當高速動車組經過長大坡道時，上坡道的附加阻力會使得列車的運行速度降低，而下坡道的巨大慣性則可能引發列車超速，因此長大坡道上列車運行速度受限。
中國工業合作協會仿真技術產業分會
目前共有會員單位數百家，包括中國中車、中航工業、航天科工、中國商飛、中國兵器、中船重工、中國核電、中電科等知名企業集團，一汽、上汽、北汽、廣汽、長城、吉利、比亞迪、江鈴等整車生產廠家，徐工集團、三一重工、上海電氣、渤海造船等高端裝備企業，騰訊、百度、中科曙光等知名科技企業，海爾、格力、美的等行業龍頭企業；中望龍騰、安世亞太、廣州品高、華如科技、重慶勵頤拓等優秀自主工業軟件企業，清華、浙大、北航、北理工、同濟、西北工大、吉大、復旦、南大、湖大、大連理工、哈工大、電子科大、南航、北化、合肥工大、西南交大、太原理工等知名高校，中科院自動化所、中科院數學與系統工程研究院、中石油工程技術研究院、中國電器研究院、中國運載火箭研究院、國家新能源汽車創新中心、國家高速動車組總成工程技術研究中心、國聯動力電池研究院等科研院所與國家級創新平臺，吉林大學汽車仿真與控制國家重點實驗室、武漢理工大學材料復合新技術國家重點實驗室、湖南大學汽車車身先進設計制造國家重點實驗室、西南交通大學牽引動力國家重點實驗室、天津大學-內燃機燃燒學國家重點實驗室、航空發動機高性能制造工業和信息化部重點實驗室、復雜產品先進制造系統教育工程中心等國家級、省部級重點實驗室。
展開 勁爆，雙層動車組來了！
11月15日-17日，在長沙舉辦的2018中國（湖南）國際軌道交通產業博覽會上，中車株機公司發布了自主研制的動力分散型雙層動車組和動力集中型動車組（Ⅱ型）。
動力分散型雙層動車組是為滿足城市軌道交通及干線鐵路存在的大客流需求而專門研制，采用模塊化設計理念，可實現4/6/8節編組，最大載客量1708人。
同等編組情況下可提高30%的運量，特別是在既有線路、站臺建成后無法擴編的情況下，可以提高運量，有效緩解客運高峰的壓力。
整車采用輕量化設計，復合制動控制，安全節能環保。
此外，乘客座椅采用法式軟面材料，客室兩端配備先進的乘客影音娛樂設施，全車設有殘疾人衛生間。
據中國中車首席技術專家、中車株機公司副總工程師楊穎介紹，這款動力分散型雙層動車組以時速160公里等級為基礎技術平臺，車體、轉向架等核心部件按照高速動車組的標準設計、驗證，可以根據不同需求進行技術升級，實現時速160公里以上多種速度等級。
動力集中型動車組（Ⅱ型）是在中國鐵路總公司的技術統籌下，研制的可實現時速160公里以上多種速度等級和多樣化編組的動車組，未來將在中國鐵路總公司的統一部署下進行技術參數升級，滿足不同區域的市場需求。
據了解，這款動力集中型動車組前瞻性地采用了永磁同步電機與異步電機兼容設計，實現了大功率永磁同步電機在快速鐵路領域上的首次裝車。
來源：中國中車，軌道世界，通用機械整理
展開 