隧道气动效应作用下高速列车玻璃动态响应研究

摘要

以武广高速CRH3型列车客室车窗玻璃为对象,测试高速列车以平均300 km·h^(-1)穿越隧道入口、出口、隧道内、隧道群及在隧道内会车时列车客室玻璃的应变动态响应及最大主应力,分析气动载荷作用下高速列车玻璃的承载特性。结果表明:穿越隧道过程中,高速列车客室玻璃受到正负气压交变作用,表现为典型的正负应变瞬变交替疲劳受力特征;隧道气动效应引发的高速列车客室车窗玻璃的最大主应力均未超过5 MPa,最大值发生在穿越隧道群对应时刻;隧道气动效应作用下高速列车玻璃承受中、低应变速率作用,最大应变速率发生在隧道内会车时近会车面玻璃与对向车头交会时刻;组成高速列车玻璃的夹层玻璃PVB胶片剪切模量对温度和作用时间敏感,夹层玻璃动态等效厚度和刚度随隧道气动压力作用时间的增长而减小,其动态承载能力也随时间的增长而逐渐减弱。基于此,高速列车玻璃承载性能设计应考虑隧道气动载荷作用的时间及疲劳作用对玻璃强度的影响。