新型高速铁路接触网腕臂与定位装置研究

对现有4种典型腕臂及定位装置的结构特点进行分析,并利用ABAQUS软件对4种腕臂结构及定位装置在非工作支最大工作载荷下的应力及挠度进行校核。结果表明:各结构在该受力情况下均能满足铁路标准中规定的应力和挠度要求。吸纳现有腕臂和定位装置的优点,在设计原则指导下,以功能需求为出发点,从技术合理性、经济性、感观适宜性综合考量分析后,推荐一种新型腕臂结构及定位装置方案。采用集约化设计理念,使腕臂及定位装置结构更加简洁、合理,零部件数量减小,整套装置的内在质量和外观品质均有所提升,具有创新性、简约化、安全性、经济性和便捷性特点。利用有限元软件对该方案在应力和挠度方面进行校验,结果满足标准要求。     

接触网腕臂结构安装及设计探讨

阐述了接触网系统支持装置即旋转腕臂结构适应客运专线的主要条件、要求及国内外不同的安装结构形式.提出了腕臂结构与接触网悬挂方式的关系.分析了不同腕臂结构形式在施工、运营中的优缺点.明确了腕臂结构设计思想及影响因素.     

一种基于深度神经网络的腕臂底座开口销缺失检测算法

在接触网装置故障中,腕臂底座(包含平腕臂底座和斜腕臂底座)开口销缺失较常见,包括横向和垂直销钉开口销缺失两种.为对腕臂底座开口销缺失缺陷进行自动识别,本文提出一种基于深度神经网络的腕臂底座开口销缺失检测算法:首先采用YOLO算法对原始大图进行一级定位得到腕臂底座区域,然后对腕臂底座区域进行二级定位得到开口销区域小图,最后采用CNN(卷积神经网络)分类算法对横向和垂直开口销小图进行分类识别.实验测试证明该检测算法识别准确率高、漏检率低,可对腕臂底座开口销缺失进行有效检测.     

接触网复合材料腕臂支撑装置研究

复合材料具有良好的机械性能和电气性能，用于电气化铁路接触网可简化结构、减轻检修工作量、降低运营成本，作为现有接触网腕臂结构的重要补充，可在特殊环境条件下使用。通过分析复合材料的力学性能和电气特性，确定了玻璃纤维增强环氧树脂作为接触网腕臂支撑装置的材料，对所选材料进行基本物理参数和力学参数试验。根据材料性能试验参数研制复合材料腕臂支撑装置，并进行挠度试验。结合挠度试验结果，采用有限元模拟对复合材料腕臂支撑装置进行受力和变形分析，并进行结构优化。优化后的复合材料腕臂支撑装置在工作荷载作用下的最大挠度5.37 mm,破坏荷载作用下的最大应力203.89 MPa,变形和应力满足接触网支撑装置的技术要求。     

日式钢腕臂结构性能研究分析

研究目的:我国高速铁路常用的接触网铝合金腕臂系统优点是质量轻、施工方便,现场切割后不需要防腐处理,但缺点也很明显,结构强度小、沿海地区耐氯离子腐蚀能力差.为了适应我国幅员辽阔,气候条件多样的特点,必须寻找适应多种气候特点的接触网腕臂系统.日式钢腕臂结构迥异于目前常见的腕臂类型,具有其特殊的优点.对它在国内接触网系统中的应用进行研究将对改进我国沿海及强风地区的接触网系统可靠性有明显的促进作用.研究结论:文章采用有限元方法并结合ANSYS软件编制了对日式钢腕臂结构的分析程序,结合标准规范和工程实际,对静力和模态分析的结果进行了研究.研究表明日式钢腕臂系统具备受力后挠度小、整体稳定性强、不易产生共振等优势,其静态强度校核也足以满足强度设计要求,具备良好的应用前景.     

接触网腕臂支持结构及其计算分析

介绍了国内外高速铁路接触网主要腕臂支持结构类型及其组成,针对目前我国常见的直链形悬挂接触网腕臂预制计算数学模型进行了理论推导,以供施工腕臂预制借鉴。     

《电气化铁道接触网》简介（三）

7横跨结构、支柱和基础本章共分9节,第1节介绍了接触网承受的荷载假设,其中包括简介、固定荷载、变化荷载、安装和维修所致的荷载;第2节为横向支持装置和支柱,包括支持装置的种类、旋转腕臂、多线路腕臂、软横跨、硬横跨;第3节为支柱,介绍了支柱的类型、荷载的假设、结构设计和材料;第4节为横跨支持装置的规格,其中包括简介、腕臂、软横跨结构、水平定位设备的设置;第5节为支柱的容量:内容有简介、支柱长度的确定、荷载、内力和内力矩、支柱横截面的确定;第6节为底土:内容包括简介、原状土、岩石、填土、土壤调查、获取土样的方法、探测、土…     

典型海洋大气环境的接触网钢腕臂定位装置表面防护体系设计

通过钢结构表面防护方案研究、试验验证和运营线路试挂的方式,构建典型海洋大气环境下接触网钢腕臂的表面防护涂层体系,以保证接触网钢腕臂定位装置在可能的高温、高湿、高盐、污秽粉尘等多因素耦合环境,如近海、濒海、沿江、热带或亚热带山区等环境中在役寿命延长至15～20年。研究表明:(1)接触网钢腕臂定位装置长效防护涂层体系为热喷涂层+环氧封闭层组合的复合涂层体系;(2)所有钢腕臂组件均采用热喷涂涂层作为防护的基础层;(3)管件类外壁及精细零部件涂层体系采用高铝锌热喷涂涂层+双金属环氧封闭涂层;(4)管件内壁采用灌涂环氧涂料。     

现代轨道交通车辆用转臂式轴箱结构及定位刚度研究

轴箱定位装置的结构及刚度参数对轨道车辆高速运行稳定性、曲线通过性能和安全性具有重要影响,而转臂式轴箱定位装置在动车组、铁路客车和各型城市轨道交通车辆中应用广泛。文章依据结构特点将转臂式轴箱定位装置分为四体式、三体式、两体式和一体式4种不同的基本形式,并对各种结构的技术特点进行了对比分析,认为CRH3型动车组的两体式转臂式轴箱结构综合考虑最优,并给出其定位刚度对各向动力学性能的影响规律。     

强风区接触网腕臂支持结构方案探讨

论述了适应新疆强风区电气化铁路接触网上部腕臂支持结构方案的比选过程。近年来国家对新疆地区铁路加大建设力度,既有及新建铁路均按电力牵引设计,其沿线多处为百里及三十里强风区,而风区内尚无成功运营的电气化铁路,接触网的受流质量直接影响机车的运营状态。在电气化铁路接触网设计中,腕臂支持结构作为接触网最基本的悬挂单元至关重要。主要是从国内、外腕臂支持结构的结构组成、连接方式、刚度等方面进行抗风适应性分析,特别是对多灾区国家腕臂支持结构的成功运营经验模式进行分析、比较,最终提出适应于新疆强风区的腕臂结构形式。     

高铁接触网转换柱承力索拉出值偏差原因分析及改进

腕臂计算是接触网预配和安装的前提,是保证高速铁路接触网施工质量的基础.目前我国主流的腕臂计算理论和方法大多只针对腕臂结构的几何特点进行分析,忽视了接触网的力学特性,由此造成施工中出现较多难以解释的误差.本文对京沈客专辽宁段接触网工程中接触网转换柱承力索拉出值偏差的问题进行分析和研究,并提出相应的改进措施,对国内类似高铁接触网工程施工具有一定借鉴意义.     

转臂式轴箱定位装置等效刚度计算与分析

文章从能量守恒定律出发，结合转臂式轴箱定位装置的结构特点，通过分析其受力状况和运动几何关系，在充分合理简化的基础上，推导出通用的转臂式轴箱定位装置的垂向、纵向和横向等效刚度计算公式，并对我国典型动车组的转臂式轴箱等效定位刚度进行了计算。     

匈塞铁路接触网产品国产化研究

通过分析匈塞铁路接触网腕臂及定位装置中关键产品结构、材质、工艺等方面的特点，提出了适用于接触网零部件国产化的结构优化设计、原材料选型、生产工艺路线等解决方案。国产化后的产品满足EN 50119《铁路应用固定装置电气牵引架空接触网》标准及21717/2016/MAV《匈牙利国家铁路公司接触网设计与施工要求》等规范要求，为国产化产品进入欧盟市场奠定了坚实基础。     

接触网铝合金腕臂自动化预配技术及应用研究

结合我国高速铁路发展现状总结了接触网铝合金腕臂的结构特点，分析了现阶段铝合金腕臂预配现状及存在的问题，研究了铝合金腕臂自动化预配生产线，并对预配过程关键技术及重难点问题进行阐述，经实践推广应用验证了自动化生产线的优势，并结合我国目前现状提出了铝合金腕臂自动化预配产业化布局及腕臂预配集约化发展的构想。     

京沪线电气化工程接触网腕臂计算分析

京沪线接触网腕臂结构采用特型旋转腕臂底座支撑斜腕臂且在平腕臂上固定承力索座的形式,本文分析了京沪线腕臂计算的过程,并在实际应用中和软件技术相结合,取得了较好的应用效果。     

基于几何特性的电气化铁路支撑装置管帽定位算法研究

针对接触网支撑装置图像(4C)中出现频率最高的管帽缺失故障,提出了一种基于几何特性的定位算法,实现了管帽区域的准确定位。首先对现场图像进行预处理;然后利用搜索阈值法二值化实现对支撑装置银色镀锌区域的提取;利用区域中心算法和最近像素定位法实现腕臂直线提取;最后根据支撑装置几何特性实现管帽区域的定位。实验表明,提出的定位算法能在复杂的接触网支撑装置图片中准确定位管帽区域。定位结果不受旋转、尺度、光照、支撑装置正反定位及图像中支撑装置主体结构是否完整等因素的影响,具有较高的实用价值和研究意义。     

接触网腕臂支持结构的仿真分析

采用有限元方法并结合ANSYS软件编制了平腕臂结构参数化分析程序,实现了对腕臂结构的分析与模拟,为制定零部件荷载标准、校核腕臂结构的可靠性和提高接触悬挂的稳定性提供了工具和手段。结合实际工程,对大秦线2亿吨扩能电气化配套工程中既有腕臂结构利旧的可行性进行了分析,为确定利旧原则提供了参考;对京沪高速铁路接触网支柱基础与声屏障合建方案中所采用的腕臂结构进行了参数影响分析,为合建方案的取舍提供了技术依据。     

高速铁路接触网非工作支平腕臂变形原因分析及措施

时速300km及以上的高速铁路接触网采用铝合金腕臂,实际工程应用中出现了非工作支平腕臂变形现象,有必要分析其原因并采取措施。以某高速铁路为例,结合接触网主要技术参数,从铝合金热处理、应力释放、工差配合、施工工序等理论方面分析可能导致腕臂变形的原因;将变形腕臂模型化为简支梁结构,校验腕臂的强度;建立转换柱的几何模型,采用ANSYS有限元分析方法,计算关键节点的变形量。采用上述两种方法校验的结果表明:设计采用的结构能满足腕臂挠度不大于1%的要求。为了加强铝合金腕臂的整体强度,避免由于材料加工制造、施工安装等方面原因造成腕臂挠度超标现象,结合现场试验,采取增设腕臂支撑措施。     

高速铁路接触网铝合金腕臂挠度变形的结构分析及优化

为满足高速铁路接触网精确安装和良好弹性的系统要求,接触网优先采用了可在工厂精确预配的铝合金腕臂结构,该腕臂结构具备良好的抗腐蚀性能,免维护且寿命长。针对在工程应用中平腕臂长度超过3.3 m安装工况下,铝合金平腕臂端部挠度变形的问题,通过ANSYS有限元建模进行结构分析,并对安装控制标准和加强方案给予优化建议,以指导工程设计、施工和验收。     

高速铁路接触网悬挂装置开口销不良状态检测方法研究

针对高速铁路接触网支撑装置中开口销缺失、松脱和张角不足问题,提出两种基于灰度分布特征的检测判据。在定位阶段,依据斜腕臂及其连接处的线特征,对斜腕臂进行Hough直线检测并提取其两侧边缘的斜率特征,实现斜腕处开口销的初定位,利用PBoW模型对初定位图片进行分类;采用SIFT算法准确定位非斜腕处开口销。在检测阶段,使用Hough累加矩阵提取连接处螺钉的圆形特征,对销钉所处的圆环区域实现精确提取;针对圆环内无其他零部件遮挡和干扰情况,根据圆环内非连通区域分布规律给出表面开口销缺失和张角不足检测判据;根据销钉受力部分和两端非受力部分的灰度分布,给出双耳下方开口销不良状态检测判据。实验表明,本文方法能够较准确地实现多位置开口销不良状态的同时检测。