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高速铁路弓网动态受流仿真研究

周东朋  
【摘要】: 受电弓-接触网系统的动力学性能直接影响受电弓的受流质量和机车的运行可靠性。随着列车速度的提高,接触网与受电弓之间的动态接触变得越来越复杂,高速状态下稳定受流出现了很多问题。通常对受电弓-接触网系统的研究主要集中在动态性能,如对弓网接触力的分析,对参数和结构的研究,对接触线磨损的研究等等。 本文基于非线性有限元理论,建立了高速铁路弓网动态系统的有限元耦合模型,模型中接触网各部件均采用欧拉-伯努利直梁来模拟,受电弓弓头和上框架、上下框架之间采用铰链和非线性弹簧相互连接模拟,借助MARC软件的后处理功能对影响高速铁路弓网受流性能的主要弓网参数(接触线截面、张力、结构高度、弓头弹簧等)进行了动态仿真分析,分析过程均是设定其他参数变量不变的情况下目标参数的变化对弓网受流性能造成的影响,通过仿真结果的分析得到一些有用结论。 以京津城际高速列车弓网动态系统为实例,建立与实际参数统一的有限元模型,借助仿真软件从接触线动态接触力、动态抬升量、弓网离线率等方面对该弓网性能情况进行仿真,得到一系列动态接触力、抬升量随时间变化的历程图,结合西门子公司提供的仿真结果及京津城际现场的测试结果表明,本文建立的有限元模型和计算方法是正确和有效的,同时也表明京津城际具有良好的动态受流质量。


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