列车气动性能模拟试验装置测试方法及系统，用于模拟试验中高速行进的列车模型的各项性能参数测试，该测试方法包括：在列车模型内设置车载数据采集系统，该车载数据采集系统用于列车模型各检测点的动态压力测试和列车模型速度的测试；在轨道地面设置地面数据采集系统，用于测试列车模型通过地面检测点时的地面动态压力和环境参数。本发明专利技术可以对列车气动性能模拟试验实时记录列车和地面空气压力的动态变化过程以及列车模型速度精确测试，它能够实现对该模拟试验所需各项试验参数如实时动态压力、速度等进行测试，得到实时准确的列车和地面动态压力变化数据等试验数据。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于列车气动性能模拟试验
，具体的涉及一种可以对模拟 试验的列车气动性能模拟动模型试验装置进行各项参数进行测试的方法，以及 该测试系统。
技术介绍
列车是在地面上高速运行的长大物体，复线上两相对运行列车交会及列车 过隧道引发的空气压力骤变，对行车安全、旅客舒适性及周围环境将产生严重 影响，诸如使车厢产生过大的变形，破坏车体结构，击碎车窗玻璃，损坏空调 系统进风装置，吸下被交会列车的物品，列车瞬态横摆过大(可能引起轮轨列 车脱轨，或损坏磁浮列车导向磁铁)，使乘客耳鸣、呕吐等。随着列车速度的提 高，因列车交会引起的空气动力学问题更为突出。日本在修建世界上第一条高 速铁路时，由于未能认识到列车交会和过隧道的空气动力对行车安全及旅客舒 适性的严重影响，导致复线间距和隧道断面积较小(可节约工程投资)，尽管随 后的儿十年日本对改善列车气动性能的外形进行了大量研究(流线型头部长度达15m)，但仍受到复线间距和隧道断面积的制约。列车空气动力学研究的目的主要是减小气动阻力，改善操纵稳定性，提高 安全舒适性及减小其对环境的影响。列车空气动力学的研究内容可以归纳如下 几个方面。(1)研究作用在列车上的空气动力和力矩，及其对列车性能的影响。 (2)研究列车运行时，自然风对列车性能的影响及列车风对人和建(构)筑物 的影响。(3)研究列车通过隧道和列车会车时的压力波特性。(4)研究列车气 动噪声和气候条件及其对车厢内人员舒适性的影响。縮尺模型模拟试验是研究列车空气动力特性的一种主要手段。本案专利技术人 专利技术了一种列车气动性能模拟试验装置，如图1和图2所示，图1绘示了该列 车气动性能模拟试验装置的部分结构示意图；图2绘示了该列车气动性能模拟试验装置的整体示意图。该列车气动性能模拟动模型试验装置主要由试验 台、动力系统、控制系统、测试系统数据处理系统及列车模型组成。试验台分 上下两层，上层为列车模型运行试验线，下层为动滑轮车运行轨道。整个试验线分为三段发射段I ，试验段II和减速段m。列车模型12縮比为1:16 1:25， 列车模型12的重量为15 30kg，列车模型12的最大瞬间释放速度为350 400km/h。上层轨道11上设置有列车模型12，列车模型12的一端连接拉动绳 14，拉动绳由牵引电机15驱动牵引，使列车模型12向牵引方向移动。在钢丝 绳的拉动末端首先连接一牵引小车13，牵引小车13与列车模型12均处于上层 轨道11上，牵引小车13再连接列车模型12，并且牵引小车13与列车模型12 间设置有包括电磁阀的脱钩装置，通过操控该电磁阀，可以使牵引小车13与列 车模型12间脱离。轨道的试验段II与发射段I临界处设置一脱钩机构，列车模 型运行至该脱钩机构时，该脱钩机构可使动滑轮车与列车模型间脱离连接。下 层轨道16上设置有动滑轮车18，动滑轮车18上设置有动滑轮组，动滑轮组上 绕有牵引绳19，该牵引绳19的一端连接列车模型12，另一端绕经动滑轮组后 固定在下层轨道16的右端，如此，当牵引小车13拉动列车模型12向右运动时， 牵引绳24也牵动动滑轮车23向右沿下层轨道21移动。弹力绳连接动力绳17， 在列车模型被牵引电机牵引一定距离后动力绳传递弹力绳的回縮弹力使动滑轮 车拉动列车模型进行瞬态加速，使列车模型以符合试验要求的速度驶入试验段， 进行试验。如图2所示，两组轨道21、 23上分别设置相对的列车模型22、 24，两列 车模型经由各自的动滑轮增速机构与弹力牵引机构牵引连接，两列车模型在弹 力牵引机构收縮力的带动下加速到测定速度并相对交会运动。能够模拟两交会 列车之间、列车与地面之间、列车与周围环境之间的相对运动，对不同形状、 不同运行速度列车，在不同线间距情况下通过可控制的试验，现实际列车在线 路上运行情况，获得列车表面和周围空气流场的动态变化过程。列车模型21的 轨道23上分别设置的发射段I ，试验段n和减速段III与列车模型23的轨道24上设置的减速段nr ，试验段n'和发射段i'平行相邻，如此可以实时的获 得两车高速交会时的各种测量数据。如何能够对两列车模型进入试验段及交会时的各项参数进行测定，是该动 态模拟试验装置最终结果真实性的重要内容。
技术实现思路
本专利技术提供了一种可以对列车气动性能模拟试验实时记录列车和地面空气 压力的动态变化过程以及列车模型速度精确测试的列车气动性能模拟试验装置 的测试方法及系统，它能够实现对该模拟试验所需各项试验参数如实时动态压 力、速度等进行测试，得到实时准确的列车和地面动态压力变化数据等试验数据。本专利技术所采用的技术方案如下列车气动性能模拟试验装置测试方法，用于模拟试验中高速行进的列车模 型的各项性能参数测试，其特征在于该测试方法包括在列车模型内设置车载数据采集系统，该车载数据采集系统用于列车模型各 检测点的动态压力测试和列车模型速度的测试；在轨道地面设置地面数据采集系统，用于测试列车模型通过地面检测点时的 地面动态压力和环境参数。具体的讲，在所述模拟试验包括设置两并行的轨道，该轨道沿列车模型运 行方向依次分为发射段、试验段和减速段，两轨道的相对端分别设置巻扬机， 巻扬机分别牵引连接列车模型使与列车模型间接连接的弹力绳伸长而产生收縮 弹力，两列车模型相对释放后，两列车模型分别沿各自轨道运行并在轨道的试 验段交会，列车模型上的车载数据采集系统和轨道试验段设置的地面数据采集 系统在一同步控制信号的作用下，进行试验过程各参数的动态测量和数据采集。 在所述车载数据采集系统对列车模型动态压力和列车模型速度的测试方法 包括在列车模型上分布设置多个半导体扩散硅压力传感器，该传感器连接两级 放大电路和二阶低通滤波电路后，以输出标准电压信号的形式至A/D转换器， 由--单片机完成动态压力数据的采集；在列车模型上设置反射式光纤光电传感器，该反射式光线传感器连接光电隔离电路、整形电路和分频电路后，连接另一单片机；在轨道的试验段的全程 设置深浅颜色相间的测速条文，反射式光线传感器探测试验段全程设置的深浅 相间的测速条纹产生序列脉冲信号，根据该序列脉冲信号的一信号持续时间和 其对应的测速条纹长度计算出列车模型速度。在所地面数据采集系统对地面动态压力和列车模型速度的测试方法包括在轨道试验段分布设置压力传感器，用于各检测点的动态压力测试； 在轨道试验段设置两组相对于轨道两侧的发射光源和光电接收器，光电接受器连接设置脉冲整形电路和单片机；当列车模型经过时，光电接收器根据其 与发射光源间导通和截断的状态发送脉冲信号至脉冲整形电路，单片机通过检 测脉冲宽度，确定列车模型的速度。一种列车气动性能模拟试验装置测试系统，用于模拟试验中高速行进的列车模型的各项性能参数测试，其特征在于该测试系统包括车载数据采集系统，设置于列车模型上，包括动态压力测试装置和列车模型 速度测试装置；地面数据采集系统，设置在于轨道的试验段，包括地面动态压力测试装置和 列车模型速度地面测试装置。所述车载数据采集系统包括分布于列车模型各检测点的压力传感器，该压力传感器分别连接适配电路和滤波器后，经A/D转换均与一单片机连接控制连接，单片机通过通信模块与 外部的计算机进行数据传输；所述压力传感器为半导体扩散硅压力传感器。所述车载数据采集系统本文档来自技高网...
【技术保护点】
列车气动性能模拟试验装置测试方法，用于模拟试验中高速行进的列车模型的各项性能参数测试，其特征在于该测试方法包括： 在列车模型内设置车载数据采集系统，该车载数据采集系统用于列车模型各检测点的动态压力测试和列车模型速度的测试； 在轨 道地面设置地面数据采集系统，用于测试列车模型通过地面检测点时的地面动态压力和环境参数。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：潘迪夫，梁习锋，张健，许平，刘辉，韩锟，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：43[中国|湖南]
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