基于协同仿真方法的U型橡胶结构涡致振动研究

作     者：熊小慧 唐明赞 汪海燕 朱亮 李小白 XIONG Xiaohui;TANG Mingzan;WANG Haiyan;ZHU Liang;LI Xiaobai

作者机构：中南大学轨道交通安全教育部重点实验室长沙410075 中南大学轨道交通安全关键技术国际合作联合实验室长沙410075 中南大学轨道交通列车安全保障技术国家地方联合工程研究中心长沙410075 中车青岛四方机车车辆股份有限公司青岛266111 

基　　金：国家重点研发计划(2016YFB1200506-03) 湖南省研究生创新项目(CX20200196) 

出 版 物：《空气动力学学报》 (Acta Aerodynamica Sinica)

年 卷 期：2021年第39卷第1期

页      码：82-90页

摘      要：利用软件STAR-CCM+和Abaqus对气动载荷作用下U型橡胶结构涡致振动现象进行流固耦合协同仿真分析,并设计风洞试验对数值计算方法进行验证。流体场采用三维非定常粘性不可压缩k-ω湍流模型,固体场采用动隐式线弹性模型,研究了不同空气流速对U型橡胶结构变形及振动的影响规律,分析了U型橡胶结构振动频率与旋涡脱离频率的相互关系。结果表明,U型橡胶结构受到气动载荷作用由静止产生弯曲变形,风速越大其结构产生的弯曲变形量越大,并且弯曲变形振动频率接近一阶固有频率。当结构受到的气动力、弹性力、惯性力趋于平衡,结构上空气旋涡脱离导致结构持续振动,风速较低时,旋涡脱离的能量不足以强迫U型橡胶结构的振动与涡脱频率相一致。随着风速的增大,U型橡胶结构的振动是由旋涡脱离导致的受迫振动。

主 题 词：流固耦合 协同仿真 U型结构 涡致振动 高速列车 

学科分类：08[工学] 082304[082304] 080204[080204] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 0703[理学-化学类] 0701[理学-数学类] 0702[理学-物理学类] 0812[工学-测绘类] 0801[工学-力学类] 0823[工学-农业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.7638/kqdlxxb-2019.0076

馆 藏 号：203102364...