高速铁路隧道内接触网系统气-固耦合振动机理及风致疲劳实验研究

接触网系统是影响我国铁路运输安全畅通的五大设备故障之一。高速铁路隧道内列车风风速大，行车密度高，接触网系统的风致振动及疲劳损伤将成为一个突出问题，国内外缺乏此方面的基础研究。本项目以高速铁路隧道内接触网为研究对象，对高速铁路隧道内列车风作用下接触网系统气固耦合振动机理及风致疲劳问题进行理论和实验，分析高速铁路隧道内列车风的时空变化特性，研究列车风作用下隧道内接触网系统的气固耦合振动机理，确定隧道内接触网系统的列车风荷载谱，分析接触网系统以及隧道衬砌结构在列车风荷载作用下的风致振动特性及疲劳损伤效应，最终建立较为系统的接触网气固耦合振动计算方法，实现接触网风致振动的准确计算问题。目研究开拓了隧道空气动力学和弓（受电弓）/网（接触网）动力学研究的新领域，具有重要的理论意义，研究成果在既有提速线路的接触网整治、新建高速铁路接触网设计、隧道衬砌结构耐久性设计等方面都具有广阔的应用前景。

以高速铁路隧道内列车风作用下接触网系统气固耦合振动机理及风致疲劳问题为背景，采用数值计算的方法，建立了隧道-空气-列车精细化计算模型，分析了高速铁路隧道内列车风的时空变化特性；研究了列车风作用下高速铁路隧道内接触网系统振动特性和人员安全性等气动效应进行研究，探讨了隧道内接触网系统的气固耦合振动机理，分析了接触网系统以及隧道衬砌结构在列车风荷载作用下的风致振动特性，进一步对不同行车速度下高速铁路接触网螺栓连接部位混凝土的损伤程度进行了计算分析，讨论了不同条件下接触网影响范围内隧道衬砌的损伤情况。课题发表（不含已录用的）论文10篇，其中EI源刊论文7篇，获授权软件著作权1项，培养硕士4人，其中毕业3人。研究成果为我国既有提速线路的接触网整治和新建高速铁路隧道内接触网系统的设计提供理论依据。