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滑动电接触实验机改进与接触面耦合热的实验仿真研究

李本君  
【摘要】:弓网系统滑动电接触研究的是载流条件下受电弓滑板与接触网导线之间的滑动摩擦,实现电能的传递,以及此过程中的物理、化学现象之间的相互影响。为了深入研究摩擦磨损特性,对原有的电接触实验机进行了改进,得到了更加稳定、精确的数据。并基于此对弓网系统滑动电接触的过程进行了论述,以弓网系统受流为研究对象,对法向载荷如何影响受电弓滑板和接触导线之间载流磨损特性进行了实验研究。得到了不同相对滑动速度以及电流条件下的滑板磨损与法向载荷之间的关系,并对摩擦磨损机制进行了深入分析。 弓网系统摩擦磨损的影响因素不是独立的,而是相互联系的。温度作为间接影响因素,受到工况条件的影响,并反过来作用于摩擦磨损。依据稳态热传导理论,考虑环境的热对流和热辐射的影响,以及接触电阻热和摩擦热双重作用,采用ANSYS有限元方法建立弓网系统铜锡导线/浸铜碳滑板的接触热耦合计算模型,用以模拟滑动电接触的摩擦副温升的影响因素。发现耦合最高温度随电流和速度的增大而增大;耦合最高温度随法向载荷的增大呈现先减小后增大的“U”型变化趋势。建立了静止状态和运行状态下接触斑点温升在接触网导线体内传递的数学模型,可模拟实际实验条件无法达到的极值条件下的温度变化趋势。对铁路系统运行具有一定指导意义。


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