刚性接触网的不平顺分析

研究目的:刚性接触网的不平顺会激发受电弓和刚性接触网之间的有害振动,破坏受流,影响行车安全。在我国对刚性接触悬挂不平顺的研究刚刚起步,所以对刚性接触网不平顺进行分析是十分必要的。研究方法:对刚性悬挂不平顺进行数值模拟分析以及推导受电弓与接触网系统的计算模型。研究结果:推导出了刚性接触悬挂的受流性能由2个方面决定,一是受电弓的受流特性,二是刚性接触悬挂的接触面的不平顺值。研究结论:刚性接触悬挂的不平顺是研究受电弓与刚性接触网系统振动的基础,减少刚性接触悬挂的不平顺,受流质量将得到提高。     

刚性悬挂接触网结构参数对地铁弓网系统受流特性影响仿真分析

为了对刚性悬挂接触网系统结构参数优化设计提供技术论证，优化地铁刚性接触网设计，研究了刚性悬挂接触网结构参数对地铁弓网系统受流特性的影响。基于有限单元法，建立了接触网有限元等效梁结构模型及简化为弹簧阻尼机构的受电弓归算模型。通过受电弓和接触网动态运行的仿真计算，分析研究了刚性接触网跨距参数、悬挂机构刚度参数及锚段关节处的结构参数对弓网系统受流的影响。仿真研究表明：当列车运行速度小于80 km/h时，建议采用的接触网跨距为10 m;当列车运行速度为120～160 km/h时，建议采用的接触网跨距为8 m;接触网悬挂刚度过小会恶化弓网之间的受流质量；通过减小锚段关节处相邻跨距之间的挠度差，可以有效提高弓网系统在锚段关节处的受流质量。     

基于SIMPACK的受电弓结构参数研究

利用多体系统动力学技术,借助多体系统动力学软件SIMPACK建立受电弓—接触网耦合仿真试验平台。通过仿真试验平台对受电弓模态进行了分析,同时研究了受电弓参数对弓网动态特性的影响。系统研究受电弓—接触网系统的目的在于优化其结构及悬挂参数,以改善弓网受流特性,设计最佳性能的受电弓。     

高速弓网振动系统计算机仿真

本文对我国目前使用比较广泛的简单链表悬挂接触网-受电弓系统进行了分析与探讨，建立以连续质点表示的接触悬挂系统的物理模型及相应的数学模型，应用计算机进行仿真计算，获得了该模型不同接触网参数及受电弓振动位移、接触压力变化情况，在此基础上求出评价受流质量的几种参数，并对仿真结果进行分析。     

刚性悬挂接触网动力学研究

从弹性势能、动能相等推导出刚性悬挂接触网悬挂机构的等效刚度及等效质量,在此基础上,建立起刚性悬挂接触网的计算模型,并利用假设模态法得到刚性悬挂接触网的振动微分方程。采用满足边界条件的试函数方法,利用QR法计算得到刚性悬挂接触网的固有频率及相应的特征向量。建立了受电弓与刚性悬挂接触网耦合动力学模型,并对列车的运行速度、接触网的跨距以及弓头质量等参数对弓网间接触压力的影响进行了分析。     

架空刚性悬挂弹性改进方案研究

针对架空刚性悬挂接触网在工程应用中部分区段弓网磨耗严重问题,本文从刚性悬挂系统弹性角度进行研究,分析得出将既有系统刚度降低,可以提高系统弹性以缓解弓网之间的磨耗。为此,提出了弹性绝缘子这一全新的技术方案并进行研发,根据实验结果可增加刚性接触网的系统弹性,提高受电弓与接触网之间的受流质量。     

考虑门式悬挂的刚性接触网-受电弓系统动态性能分析

建立了包含锚段关节的门式悬挂结构刚性接触网有限元模型,并将受电弓等效为集中质量块模型;利用罚函数实现弓网接触,通过Newmark数值积分来求解弓网耦合系统动力学方程组.依据铁路标准验证了有限元模型的有效性.通过有限元模型仿真,研究了受电弓结构参数,以及刚性接触网跨距、悬挂结构刚度、静态抬升力与锚段关节对弓网动态性能的影响.仿真结果表明,刚性接触网跨距、悬挂结构刚度及锚段关节对弓网受流质量影响显著.     

秦沈客运专线接触网总体设计

从明确弓网系统及接触悬挂评价标准入手 ,通过对秦沈客运专线接触网设计的分析和总结 ,确立高速接触网的设计理论和方法。接触网是通过与其接触线相互摩擦运动的受电弓向电动车组或电力机车受流 ,弓网间稳定、良好的功率传输是实现高速行车的关键。为了衡量弓网间的受流质量 ,首先应确定对弓网关系进行评价的标准 ,而接触悬挂的评价标准则用于悬挂参数的确定。所选悬挂参数能否满足弓网间受流标准的要求并是否为最佳 ,需要通过计算机仿真或试验进行验证和优化。高速接触网的设计要体现安全、可靠和免维护性。因此 ,精确设计的概念应始终贯穿其中     

受电弓参数优化对弓网系统动态受流的影响

在介绍受电弓基本优化方法的基础上,确定了两种受电弓优化方案。利用Matlab仿真软件分析了两种方案下受电弓参数对受电弓-刚性接触网系统动态受流的影响,得到了受电弓的优化参数,并对两种方案进行了比较。     

地下铁道接触悬挂受流理论分析

本文阐述了地下铁道接触悬挂的类型及弓网的受流匹配。对于弹性接触悬挂和刚性接触悬挂的受流理论问题进行了相应的分析与研究。同时，根据受流的许可条件提出了地下铁道及轻轨系统接触悬挂选择的类型及模式。     

安全综合检测车研究

本文介绍了安全综合检测车研究及其系统总框图；轨道状态检测，轮轨作用检测、弓网状态检测，通信信号检测四个子系统框图，安全综合检测车的计算机系统，安全综合检测车车辆技术参数。     

高速铁路接触网四跨锚段关节结构优化研究

高速铁路接触网锚段关节处于两支接触悬挂的过渡段区域,属于接触网的薄弱环节,当受电弓高速通过该区域,引起弓网振动较其他区域严重。针对某条高铁4跨锚段关节存在中心柱定位器磨定位支座、转换柱定位点抬升较大、两支悬挂交叉点不等高等问题,提出结构优化方案。首先调整接触网平面布置,形成3种调整方案,再利用弓网仿真手段,建立4种4跨锚段关节的弓网仿真模型,比较弓网动态性能参数,得到的结论有:双弓运行建议采用方案2的接触网布置方式,4跨锚段关节定位点最大抬升出现在转换柱ZJ2上,中心柱定位点的抬升衰减较其他定位点慢,调整方案的弓网动态性能较原设计方案优。     

受电弓与接触网系统方案设计方法及其应用

为提高弓网系统设计效率和系统固有可靠性,需开展弓网系统方案设计方法研究。具体方法为:根据弓网系统设计目标、弓网动态性能评价依据和接触网技术参数的设计步骤及依据,筛选接触网初步设计方案,再通过弓网动力学仿真计算结果和技术经济性比较,确定最终的弓网系统设计方案。应用本设计方法,设计满足SSS400+和CX-GI型两种双弓运行速度为380 km/h的弓网系统建议方案。通过以上研究分析和工程应用,形成一套科学合理的弓网系统方案通用性设计方法。     

基于车轨耦合振动的弓网接触压力研究

基于铁路大系统动力学理论建立了弓网动力学模型;并将机车顶部受电弓基座处的振动响应作为弓网系统的激扰应用于弓网动力学模型;探讨了车轨耦合振动对弓网接触压力的影响。     

基于虚拟样机技术的高速弓网系统研究

虚拟样机技术的核心是参数化、可视化设计和综合性能分析。本文结合我国250km/h高速受电弓设计,应用虚拟样机技术,对铁路接触网-受电弓系统进行系统研究。在进行受电弓可视化三维实体设计的基础上,应用多体系统动力学软件SIMPACK和有限元计算软件ANSYS,进行了受电弓的几何分析及受电弓零部件的强度和刚度校核,计算了接触网振动模态和自振频率;运用结构子结构方法,建立了受电弓-接触网耦合系统模型,计算了不同模拟运行速度下的弓网振动和接触压力响应,以及机车运行振动对受流的影响;最后为了考核接触网的疲劳可靠性,进行了在运行条件下的接触网动应力研究。     

基于状态空间法的受电弓主动控制的研究

建立线性化的受电弓模型和接触网的有限元模型、以及它们的耦合系统动力学模型,分析接触网的刚度变化,利用最优控制理论对主动控制式受电弓进行了理论上的研究。根据高速铁路对受电弓和接触网动力学性能的要求,从降低接触压力的波动以改善受流质量着手,针对弓网关系的特点,建立了受电弓主动控制系统模型,采用全状态反馈设计并利用线性二次型最优控制策略设计了受电弓主动控制的控制器,并求得了控制器参数。对控制系统进行仿真验证和研究。结果表明,采用主动控制式受电弓,能够降低接触压力的波动,提高弓网系统的动态性能,改善受流质量。     

作动器故障时摆式电动车组受电弓主动倾摆控制系统的自动容错控制方法

通过分析摆式电动车组受电弓主动倾摆控制系统的结构和工作原理,建立其状态方程和非完全失效故障情况下作动器模型.考虑到倾摆控制系统参数和作动器故障的不确定性,采用基于参考模型的自适应容错控制策略,通过将故障作动器损失的驱动力平均分配给其他无故障的作动器,实现作动器驱动力的重组.以某摆式电动车组的受电弓主动倾摆控制系统作动器发生故障为例,对电动车组以120km·h-1速度通过半径为800m的圆曲线线路时的容错控制进行仿真研究.结果表明;倾摆控制系统能够跟踪给定的参数输出并使状态跟踪误差迅速收敛为0,基于自适应容错控制技术设计的自适应故障补偿控制器能够有效实现部分作动器故障后作动器驱动力的重组,表明给出的自适应容错控制方法完全适用于摆式电动车组受电弓主动倾摆控制系统的不确定性运行环境.