气动压力作用下高速列车玻璃承载特性研究

齐爽, 刘小根, 万德田, 郑德志, 孙与康

doi:10.13319/j.cnki.sjztddxxbzrb.20220068

石家庄铁道大学学报（自然科学版） ›› 2022, Vol. 35 ›› Issue (02) : 93 -99. DOI: 10.13319/j.cnki.sjztddxxbzrb.20220068

气动压力作用下高速列车玻璃承载特性研究

齐爽, 刘小根, 万德田, 郑德志, 孙与康

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摘要

高速行驶的列车会在其周围诱发明显的气动效应，并对列车玻璃造成不利影响。以CRH3型列车客室车窗玻璃为分析对象，基于国内外目前几种典型夹层玻璃等效厚度计算方法，分析了载荷作用时间对夹层玻璃胶片剪切模量及其等效厚度的影响。根据中空玻璃中空层气压变化传递载荷原理及两面玻璃协同变形特征，推导了气动压力作用下中空玻璃的最大拉应力计算公式。设计了循环气动压力加载试验，并进行了高速列车玻璃动应力测试。结果表明，夹层玻璃PVB胶片的剪切模量随作用时间的减小，其剪切模量增大，同条件下，计算出来的夹层玻璃等效厚度也变大。为了获得高速列车玻璃承载性能精确的计算结果，需确定真实气动压力作用时间下PVB胶片对应的剪切模量。基于prEN13474给出的夹层玻璃等效厚度计算公式，选择与实测相同作用时间(0.12 s)及温度(25℃)计算条件，得到被测高速列车玻璃承载面和非承载面的最大拉应力与实测值偏差分别为3.29%和-12.6%,较好地满足了工程精度要求。研究成果可为高速列车玻璃气动压力承载设计计算及结构优化提供依据。