[發(fā)明專利]一種模擬列車通過隧道的模型試驗(yàn)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202111199560.0
• 申請(qǐng)日: 2021-10-14
• 公開（公告）號(hào): CN113790866A
• 公開（公告）日: 2021-12-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬偉斌;方雨菲;王辰;郭小雄;鄒文浩;杜曉燕;張金龍
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司鐵道建筑研究所;中國鐵道科學(xué)研究院集團(tuán)有限公司
• 主分類號(hào): G01M9/00
• 分類號(hào): G01M9/00;G01M9/04;G01M9/06;G01M9/08;G01D21/02
• 代理公司: 北京慕達(dá)星云知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙) 11465
• 代理人: 姜海榮

本發(fā)明公開了一種模擬列車通過隧道的模型試驗(yàn)系統(tǒng)，包括：依次通過道岔相接的第一環(huán)軌段、直軌段以及第二環(huán)軌段，隧道模型內(nèi)部穿設(shè)有直軌段，支座上固定有電機(jī)，電機(jī)上安裝有搖臂，搖臂一端安裝有限位框，列車模型的頂部固定有掛鉤，掛鉤能夠鉤住限位框，掛鉤的彎鉤方向與列車模型的運(yùn)行方向相反；隧道模型內(nèi)壁固定有壓力傳感器和風(fēng)速儀以及煙霧發(fā)生器，攝像儀和麥克風(fēng)靠近隧道模型的兩端布置。本發(fā)明能夠精準(zhǔn)地模擬設(shè)定列車模型的運(yùn)行環(huán)境，在既定條件下能夠進(jìn)行測試工作；列車模型具有很好的啟動(dòng)以及加速性能且其達(dá)到預(yù)設(shè)速度后能夠可靠地與限位框脫鉤；列車模型在穿過直軌段后能夠順利地通過圓周運(yùn)動(dòng)完成減速，整個(gè)試驗(yàn)系統(tǒng)占地面積小。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及隧道氣動(dòng)效應(yīng)試驗(yàn)設(shè)備領(lǐng)域，更具體地說是涉及一種模擬列車通過隧道的模型試驗(yàn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

高速列車經(jīng)過隧道時(shí)，會(huì)引發(fā)一系列空氣動(dòng)力學(xué)問題，如：車輛密封性能一定時(shí)，氣動(dòng)荷載變化劇烈可能會(huì)引起車內(nèi)外壓差過大，降低乘客乘坐舒適度；氣動(dòng)荷載可能會(huì)導(dǎo)致隧道內(nèi)附屬設(shè)施疲勞破壞，加劇隧道主體結(jié)構(gòu)病害化發(fā)展；微氣壓波向周圍傳播時(shí)，形成的噪聲會(huì)對(duì)周圍的環(huán)境造成影響，隨著地下交通在城市內(nèi)迅速發(fā)展，噪聲公害將成為有軌交通發(fā)展的巨大障礙；隧道洞口微氣壓波含有大量低于10Hz的次聲波，次聲波會(huì)影響人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)，有損身體健康。解決上述問題需要對(duì)隧道氣動(dòng)效應(yīng)進(jìn)行深入分析，而模型試驗(yàn)是隧道空氣動(dòng)力學(xué)的一種重要研究方法。國內(nèi)外專家學(xué)者提出了多種試驗(yàn)方法，主要有淺水槽法、風(fēng)洞試驗(yàn)法、動(dòng)模型試驗(yàn)法等。

淺水槽法不能處理三維問題，并需要通過不同介質(zhì)的換算方能得到結(jié)果。風(fēng)洞試驗(yàn)只能進(jìn)行穩(wěn)態(tài)流的試驗(yàn)，不能模擬列車的交會(huì)和過隧道試驗(yàn)，而且存在邊界效應(yīng)且較難消除風(fēng)洞入口到試驗(yàn)?zāi)Ｐ椭g的地面氣流附面層的影響。動(dòng)模型試驗(yàn)系統(tǒng)主要包括列車縮尺模型、隧道縮尺模型、列車發(fā)射裝置、列車接收裝置、軌道裝置以及數(shù)據(jù)測試系統(tǒng)等，目前被廣泛采用。但動(dòng)模型試驗(yàn)系統(tǒng)制作周期長、費(fèi)用高、占地面積大、試驗(yàn)所需人員多，模型列車速度控制精度依然有待進(jìn)一步提高。此外，模型車在制動(dòng)段的減速度和沖擊力很大，容易造成模型損壞。

因此，如何提供一種模擬列車通過隧道的模型試驗(yàn)系統(tǒng)，使其能夠克服上述問題，是本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種模擬列車通過隧道的模型試驗(yàn)系統(tǒng)。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種模擬列車通過隧道的模型試驗(yàn)系統(tǒng)，包括：

支撐組件，所述支撐組件包括第一環(huán)軌段、第二環(huán)軌段、支座、隧道模型、直軌段以及道岔，所述第一環(huán)軌段與所述第二環(huán)軌段各自通過一個(gè)所述支座豎直固定在水平地面上，所述隧道模型固定在水平地面上且其內(nèi)底部水平穿設(shè)有所述直軌段，所述直軌段限位在所述第一環(huán)軌段和所述第二環(huán)軌段之間且其長度大于所述隧道模型的長度，所述直軌段的兩端與所述第一環(huán)軌段和所述第二環(huán)軌段各自通過一個(gè)所述道岔相接；

行車組件，所述行車組件包括列車模型和驅(qū)動(dòng)裝置，所述列車模型能夠分別滑動(dòng)限位在所述第一環(huán)軌段和所述第二環(huán)軌段以及所述直軌段上，所述驅(qū)動(dòng)裝置包括電機(jī)、搖臂、減速機(jī)、限位框以及掛鉤，每個(gè)所述支座上均固定有一個(gè)所述電機(jī)，兩個(gè)所述電機(jī)的輸出軸各自與所述第一環(huán)軌段和所述第二環(huán)軌段共軸心布置，每個(gè)所述電機(jī)的輸出軸上均垂直固定有所述搖臂，在所述搖臂遠(yuǎn)離所述電機(jī)的一端固定有所述減速機(jī)，所述減速機(jī)的輸出軸上固定有一個(gè)所述限位框，所述限位框的框面與所述減速機(jī)的輸出軸的軸心平行，所述限位框的轉(zhuǎn)動(dòng)軸心與所述電機(jī)的輸出軸的軸心平行，所述列車模型的頂部固定有所述掛鉤，所述掛鉤能夠鉤住所述限位框，所述掛鉤的彎鉤方向與所述列車模型的運(yùn)行方向相反；