高速铁路接触网吊弦断裂电气因素研究

基于Carson理论建立简单链型悬挂接触网电流分布模型;结合铁路现场的实际供流数据,分别对受流点位于跨中和跨端2种情况下的接触网各导线实际受流情况进行仿真计算;基于电致塑性效应理论,采用对断裂吊弦进行SEM形貌分析、成分分析及对新旧吊弦的金相组织进行对比观察等试验手段,研究吊弦断裂过程中电气因素的作用机理。结果表明:在满足机车正常运行的条件下,吊弦在受电弓滑过其正下方瞬间处于电流过载状态,随后迅速衰减;断裂吊弦的表面和断口处均存在过载引起的氧化腐蚀现象;吊弦在电致塑性效应影响下会发生金相组织再结晶、材料变形抗力降低现象;电流过载引起的表面缺陷及电致塑性效应引起的材料变形抗力降低是加速吊弦疲劳断裂的重要原因。     

吊弦故障时弓网受流质量评估

基于有限单元法建立弓网系统有限元模型，利用罚函数法实现弓网系统的耦合，采用Newmark积分法求解弓网系统动力学方程，研究单根吊弦断裂和脱落两种情况对弓网受流质量的影响。结果表明：吊弦断裂和脱落对弓网间动态接触力影响基本相同；单根吊弦断裂或脱落对故障吊弦所在跨的动态接触力影响均不显著；相较于其他吊弦故障，2#吊弦断裂或脱落对弓网受流质量影响最大；单个吊弦断裂或脱落时，列车以300km/h速度运行时弓网受流质量仍然符合规范要求。     

高速铁路接触网刚性吊弦疲劳试验台研究

吊弦疲劳试验分析对高速铁路接触网性能研究具有重要意义。本文在参考柔性吊弦疲劳试验标准的基础上，提出一款针对刚性吊弦的疲劳试验台设计方案，该试验台采用压缩载荷与力载荷单独加载方式，可施加稳定且连续可调的力载荷，同时加载频率在中、高频率。通过试验台对刚性吊弦进行试验，为刚性吊弦的疲劳损伤机理研究、加速老化试验方法形成提供数据支持。     

基于微动理论的整体吊弦损伤机理及优化研究

基于高速铁路接触网整体吊弦的材料和服役工况,结合有限元分析以及试验分析,对整体吊弦的损伤机理进行分析。结果表明:整体吊弦钳压管的结构及压接方式存在不合理处,吊弦的断丝、断股是由于微动磨损和疲劳断裂共同造成的,其中微动磨损在吊弦的断裂中具有重要影响。经多方面考量,提出新型整体吊弦的优化方案,包括改进压接结构,增进吊弦线耐疲劳性,以及改进心形环的结构,避免与接触线吊弦线夹之间摩擦伤线,从源头上提升设计、施工、制造和运维质量,降低零部件失效概率,提高耐久性和可靠性。     

高速铁路接触网整体吊弦失效原因分析及优化方案探讨

整体吊弦是高速铁路接触网悬挂装置的重要组成部分,主要作用是控制接触线高度,保证良好的弓网关系和授流质量,吊弦断裂失效会对行车安全与授流质量产生严重危害。本文针对吊弦服役失效情况进行原因分析,并结合零件结构提出可行性优化方案。     

京沪高铁接触网零部件疲劳试验条件研究

接触网零部件长期受各种随机载荷的影响,容易发生低周疲劳。本文针对京沪高铁接触网零部件的现状,利用弓网仿真建立某区间接触网模型,分析吊弦、支持与定位装置的工作载荷和位移分布,设计吊弦、支持与定位装置的疲劳试验条件,得出吊弦疲劳试验的加载范围、循环周期、幅值参数取值;支持与定位装置疲劳试验加载静态载荷后,再对定位点加载位移载荷,得到幅值周期的取值范围。     

高速受电弓作用下接触网整体吊弦动态力研究

以我国高速铁路目前普遍采用的弹性链型悬挂接触网为研究对象,以现场测试得到的整体吊弦动态抬升量作为有限元仿真的初始载荷,运用ANSYS有限元分析软件建立接触网的有限元模型,模拟承力索、接触线和整体吊弦的安装施工过程。在此基础上,进行接触网的静态找形分析和和瞬态动力学分析,研究受电弓作用下整体吊弦的拉伸、压缩情况及动态力变化情况。结果表明:受电弓经过时,整体吊弦的动态力波动较大,约为其静态力的6倍;同一跨内,1~#和5~#整体吊弦的吊弦力波动最大,受压幅值最大,3~#整体吊弦的受压次数最多。     

高铁用整体吊弦线体断裂原因分析

近年来,我国高铁用整体吊弦不断发生断裂情况,对机车安全运行造成一定的威胁。为研究目前高铁接触网系统中整体吊弦断裂的原因,避免高速铁路运输过程中由整体吊弦断裂带来的安全隐患问题,提高高速铁路运输效率,保障铁路运输安全,以A型铜镁合金绞线JTMH10型号高铁整体吊弦为研究对象,采用静力学仿真分析、断口形貌观察、化学成分检验等方法分别研究应力集中、摩擦磨损、低周疲劳、电致塑性效应、受力拉伸、环境腐蚀、材料本身缺陷等因素对线体断裂的影响。试验结果表明,高铁吊弦线体的断裂是由多种因素同时作用、各因素之间相互影响的结果。     

整体吊弦线心形环处断丝断股原因分析

整体吊弦在服役过程中在接触线吊弦线夹端的心形环处容易发生吊弦线断丝、断股现象。通过宏观观察、化学成分分析、微观断口分析、金相组织检测等手段，对整体吊弦的该种失效原因进行分析，结果表明：应力腐蚀疲劳是导致整体吊弦线发生断丝、断股的主要原因；在应力和腐蚀介质的共同作用下，吊弦线铜丝侧表面出现腐蚀坑，随后在交变应力及腐蚀介质的持续作用下发展成为疲劳裂纹源区，最终导致断丝断股。     

高速铁路接触网用锻造式无螺栓整体吊弦的设计开发

我国高速铁路接触网用整体吊弦组成零件较多，安装和维护存在诸多不便，本文针对现有整体吊弦的技术特点提出了一种锻造式无螺栓整体吊弦的设计。结合整体吊弦的工作特性和应用环境，通过对产品结构组成、设计原理、受力计算等方面的对比分析，该锻造式无螺栓整体吊弦具有组成部件少、重量轻、易成型、质量高、耐疲劳及滑移性能优、安装方便、免维护等技术特点，特别适用于自然环境恶劣、人烟稀少等运维难度大的地区。     

基于力学几何形态的高速铁路接触网附加弹性吊弦的接触压力研究

通过对弹性链型悬挂工作特性分析,在对接触线施加一定抬升力后即受电弓抬升力,对该处接触线造成一定的位移后,引发相邻接触线发生位移作用,进而引起接触压力变化。从这样的结果出发,在引起接触线位移的地方,在已设弹性吊弦的地方另增设弹性吊弦,再对接触线的位移进行分析,进而在受电弓的接触压力方面对弓网关系配合情况进行了对比分析,得出了改善弓网压力关系的结论,为今后高速铁路的发展方向提供理论基础。     

基于有限元的接触网弹性分析与调整方法探索

针对衢九线接触网一跨内动态导高变化量较大、燃弧情况较明显的问题,对全补偿简单链形悬挂接触网进行有限元建模,对目前衢九线接触网弹性及弹性不均匀系数进行仿真计算,通过与建设标准比对得到衢九线检测波形较差的原因,对承力索张力、接触线张力、第1吊弦的位置、吊弦数目对弹性的影响进行仿真得出结论,并提出了改善方案。     

吊弦振动频率及幅度对疲劳寿命的影响分析

推导吊弦的振动方程,用数值方法求解振动方程,模拟位移,横截面作用力和弯矩的动态变化规律。根据吊弦的应力时程、利用MATLAB数值计算程序分析影响吊弦疲劳寿命的因素(如振幅和频率)。数值计算结果表明:吊弦疲劳寿命的对数值随着频率和振幅的增加呈现出线性降低的趋势。     

一种接触网零部件寿命预测方法探讨

从材料、生产工艺、使用工况等角度分析整体吊弦使用寿命的基本影响因素。通过对未使用的新高铁整体吊弦进行振动疲劳试验,得到试验次数数据,预测其寿命;同时对使用中的旧整体吊弦进行振动疲劳试验,引入偏差修正系数K,计算剩余试验次数,预测其剩余寿命。该方法可为其他接触网零部件如悬吊零件、定位装置中的定位器等的寿命预测提供理论依据。     

吊弦失效对弓网系统受流质量的影响规律研究

吊弦是链型悬挂接触网的重要组成部分,其布置对受电弓接触网系统受流性能有重要的影响。针对接触网故障中的吊弦失效,基于ANSYS软件平台建立了含吊弦失效的接触网有限元模型;受电弓采用归算质量模型;通过直接积分法对弓网系统相互作用进行仿真计算。对比分析吊弦失效对弓网受流性能的影响,得出吊线失效影响力与运行速度有关,且只在局部范围内有影响。同时对比单双弓计算结果得出吊线失效对单双弓影响规律相同的结论。     

杂散电流环境下钢筋混凝土梁弯曲疲劳损伤演变规律研究

采用超声波检测仪和基于超声波速自定义的损伤变量对杂散电流环境下钢筋混凝土梁弯曲疲劳损伤过程进行实时跟踪研究.结果表明:定义的损伤变量对杂散电流与疲劳荷载共同作用下钢筋混凝土梁损伤发展状态较敏感,能够有效跟踪损伤不同发展阶段.损伤变量跟踪显示:杂散电流环境下钢筋混凝土梁弯曲疲劳损伤过程,与一般大气环境下弯曲疲劳损伤过程类似,具有明显3阶段特性,即初始快速增加、稳定增加和临近破坏的急速增加;随杂散电流强度增大,钢筋混凝土疲劳损伤发展加快.疲劳断裂试件表明:杂散电流环境下混凝土梁弯曲疲劳损伤劣化进程加速,主要是由于杂散电流与氯离子一样会引发混凝土中钢筋发生电化学腐蚀,且与疲劳荷载构成损伤劣化耦合作用.     

高速铁路接触网关键零部件力学特性分析

采用三维建模软件和Ansys软件建立了接触网棘轮、腕臂和吊弦的三维实体模型及有限元模型,通过有限元计算完成了棘轮及腕臂的静力分析,得到棘轮的最大应力点以及腕臂在不同工况下的最大应力点;通过进行吊弦的疲劳实验获取了吊弦寿命的S-N曲线。研究结果为高速铁路接触网关键零部件的优化设计和故障检测提供了依据。     

连续复合曲线段接触网精确测量计算研究和应用

铁路线路部分曲线区段条件复杂,连续复合曲线给接触悬挂承力索安装带来较大难度,同时接触网关节及电分相区段的接触网参数调整存在导高非自然抬升和两支接触悬挂间距问题,给吊弦测量及计算带来更大难度.本文通过分析轨面与接触悬挂的模型,计算得出相应的数学关系,并针对接触悬挂安装、吊弦数据采集、吊弦数据处理、吊弦计算等全过程,研究了有砟常动轨铁路接触网吊弦数据处理及计算施工技术,该施工技术可有效满足稳定的弓网关系对定位装置参数的要求.     

连续复合曲线段接触网精确测量计算研究和应用谢宝志

铁路线路部分曲线区段条件复杂,连续复合曲线给接触悬挂承力索安装带来较大难度,同时接触网关节及电分相区段的接触网参数调整存在导高非自然抬升和两支接触悬挂间距问题,给吊弦测量及计算带来更大难度。本文通过分析轨面与接触悬挂的模型,计算得出相应的数学关系,并针对接触悬挂安装、吊弦数据采集、吊弦数据处理、吊弦计算等全过程,研究了有砟常动轨铁路接触网吊弦数据处理及计算施工技术,该施工技术可有效满足稳定的弓网关系对定位装置参数的要求。     

全补偿简单直链型悬挂接触网整体吊弦的精确安装研究

为提高接触网整体吊弦的安装精度,以全补偿简单直链型悬挂接触网为例,结合施工现场实际情况,分析如何减小整体吊弦在测量、计算、预制、安装过程中各个环节的误差,从而提高最终的整体安装精度,确保整体吊弦能精确的、一次性安装到位。整体吊弦的精确安装,提高了接触网的安装质量和运行性能,对改善"弓网"关系起到了重要的作用。