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接触网波动特性及其传播规律研究

吕青松  
【摘要】:近年来,随着列车运行速度的大幅度提升,特别是高速铁路的大规模建设,高速电气化铁路接触网的振动行为和波动特性越来越受到人们的重视,在列车高速运行条件下,接触网的波动特性表现明显,接触网波动传播速度和接触线振动波的反射现象严重影响着弓网之间的受流质量。为此,本文在研究了国内外关于接触网波动问题的相关文献之后,对接触网的波动特性及其传播规律进行了分析,主要完成以下几个方面的研究:首先,在接触网波动特性模型方面,从理想的单根梁、单根索模型开始,推导出基于梁/索模型的波速表达式;在此基础之上将单根梁、单根索模型从单跨模型发展到多跨模型,同时将单跨接触网模型发展到多跨接触网模型,研究了不同结构形式、弯曲变形、支撑刚度、单元类型对接触网波动特征的影响,确定了适合接触网波动特征研究的模型。其次,通过数值仿真技术研究接触网波动特性以及接触网波动传播规律,研究了不同速度等级下,不同位置处的接触网波动传播速度,推导了基于固定端和吊弦处的反射系数公式,通过接触网波动传播规律等值线图及三维等值线图的分析确定了接触网上振动波的传播规律。通过对实际接触网波动特性的试验研究,得出了基于现实结构接触网的波动传播速度,并将理论值与实测值进行对比从而得出现实结构接触网波速值与理论值的差异系数,进而对原有理论公式进行修正,获得现实结构接触网波动传播速度的理论公式。在基于现实结构接触网阻尼比的测量分析方面,本文采用自由振动方法,应用振幅衰减理论计算方法,通过编写MATLAB计算程序,结合接触网结构自由振动时的振幅衰减曲线,拟合出基于现实结构的接触网阻尼比。


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