随着列车运行速度的提高,气动载荷对车体和车下设备舱的影响越来越显著。设备舱裙板、底板和支架发生疲劳失效的现象时有发生,影响了高速列车行车安全,因此,对车下设备舱气动载荷的研究不容忽视。本论文主要以时速400km高速列车设备舱气动载荷特性为研究目标,分别从试验和仿真两方面出发,通过线路跟踪测试及实测应力数据处理、CFD数值模拟计算、有限元分析等方法,得出时速400km高速列车设备舱不同工况下的气动载荷分布及其应力响应。本论文对以下几个方面进行了研究:(1)基于中国标准动车组线路跟踪测试数据,得到设备舱各测点应力-时间历程,结合速度信号分段分析,得到头车设备舱各模块在不同速度级下的应力幅值和应力谱。(2)利用CFD流体力学数值模拟分析技术,建立了明线稳态运行工况、明线交会工况下3辆编组高速列车空气动力学模型,对高速列车在不同条件下的气动载荷进行了数值模拟研究。明线稳态运行工况下,得到车体及设备舱在不同速度级下的压力分布情况,进一步分析得出时速400km明线稳态运行时设备舱裙板、底板从头部到尾部表面压力变化曲线。等速交会工况下,得到交会不同时刻车体及设备舱表面压力分布情况,并对设备舱设置监测点,得到时速400km交会过程中不同位置表面压力的变化规律和变化曲线,以及其压力波动的波峰值、波谷值、幅值。计算结果表明,列车交会过程中设备舱大部分位置的压力值均表现为负压,并且随着交会车速的提高,交会压力波动幅值呈现升高的趋势。相同速度交会过程中,头车设备舱表面压力波动幅值大于尾车设备舱的压力波动幅值。(3)建立设备舱有限元模型,研究了气动载荷下的应力响应。分模块建立有限元模型,提取CFD数值模拟分析得到的不同速度级各模块不同位置的气动载荷,得出设备舱各模块关键部位在不同速度级气动载荷下的应力云图;将仿真结果与线路实测应力幅值进行比较,结果表明设备舱各模块测点应力的相对误差均在10%范围内,验证了仿真计算的有效性。上述研究为时速400公里高速列车设备舱设计与试验评估提供了载荷基础,为设备舱载荷谱的建立奠定了基础。