计及覆冰和空气阻尼的弓网动态受流特性

为研究覆冰和环境风对弓网受流的影响,基于模态分析法,在充分考虑覆冰对接触网系统质量和刚度影响的基础下,重新推导了覆冰接触网运动微分方程,并引入静风载荷引起的空气阻尼对其进行修正.结合受电弓归算质量模型进行动态仿真计算,研究了不同覆冰厚度、风速、风攻角对弓网接触压力的影响.研究结果表明:无风时覆冰厚度的增加会造成弓网接触性能的变差;在静风环境下,由于线索覆冰改变了接触线阻尼,来流风向是静风载荷影响弓网接触性能的主要因素,来流风向越接近水平,对弓网受流性能的影响越小.      

桥墩高度对高速铁路牵引网雷直击过电压影响的研究

以AT牵引网模型为研究基础,提出了考虑桥墩高度的雷击接触网过电压仿真的方法,计算出考虑桥墩高度时14根牵引网导线之间的电气关系,为了简化计算和方便建模,对得出的线路参数矩阵降为6阶.综合比较三种雷电流函数的优缺点,选取了Heidler函数雷电流作为仿真时的雷电流信号.基于MAT-LAB/Simulink仿真软件搭建仿真平台,分别对有桥墩高度和无桥墩高度的AT牵引网做雷击过电压研究.结果表明:当雷击上行接触线时,有桥墩高度的接触线过电压峰值比无桥墩高度的小,而有桥墩高度的馈线过电压峰值要比无桥墩的大;雷击馈线和保护线时,除了雷击保护线时有桥墩高度的馈线过电压峰值要比无桥墩的大,其余有桥墩高度的过电压峰值都比无桥墩的较小.由此可得牵引网导线过电压幅值不仅与雷电流大小有关,还与导线电气参数有关,但雷击牵引网后在导线上都产生了幅值较大的过电压,所以无论是雷击接触线还是正馈线,对架设在桥墩上的那部分高铁线路应给予充分的雷击保护.     

AT供电系统接触网在线防冰电流的决策与控制

为了保障行车安全,消除接触网覆冰,针对电气化铁路AT(autotransformer)供电系统特殊的长回路和短回路结构,建立防冰系统投入后AT供电系统的电路模型.用该模型分析各AT段内防冰电流和负载电流的分布,得到保障全线防冰所需电流值;根据防冰电流与供电臂末端电压的关系,得出了牵引网压允许的防冰电流值;在此基础上,制定了以温度为目标的在线防冰电流决策流程.以某AT供电区段为例,结合实测负荷数据进行了仿真,结果表明:投入的防冰电流值至少为接触网临界防冰电流值的2倍,才能使接触线表面温度维持在0 ℃以上.      

钢轨电位分布模型及仿真

随着电力机车牵引电流不断增大,钢轨电位过高成为突出问题.本文通过建立直供方式下钢轨电位的分布参数模型,并用MATLAB进行仿真,得出了钢轨上电位和电流的分布情况.分析了主要参数对钢轨电位分布的影响;考虑机车本身的影响,引入了机车系数来修正钢轨电位峰值.最后给出了在通常情况下钢轨电位计算值和实际值的比较,验证了模型的正确性.     

基于AT等值电路的牵引网潮流计算方法

在自耦变压器（AT）等值电路的基础上,提出了牵引网潮流的改进算法.改进算法中将机车视作恒功率模型,考虑了AT的漏抗值,利用迭代法和叠加原理进行供电区间多列车运行的潮流计算.该算法能计算AT漏抗值对牵引网电气特性的影响.仿真结果表明,对单列车情况迭代5次左右即收敛,对4列车情况迭代10次左右收敛;算法对供电区间任意位置单列和多列车的情况均适用,且较AT等值电路的一般算法精确.     

牵引负荷增广正序网潮流与负序计算

本文提出了在电牵引负荷等位阵杭条件下,由所定义的边界网络,建立迭加综合导纳拒阵的增广正序网,从而得出电牵引负荷潮流与负序计算的简便方法。      

牵引供电系统建模及其对电网谐波的影响

利用Matlab/Simulink仿真软件,搭建了AT牵引供电系统的车-网联合仿真模型,并多角度分析其对电网谐波的影响.首先建立了考虑阻抗和导纳影响的牵引网集中参数模型,在此基础上搭建了全并联AT牵引供电系统仿真模型,之后将搭建的SS9型、CRH2型牵引负荷仿真模型连接在AT供电系统模型中.利用该车-网联合模型,仿真分析牵引负荷在不同位置、数量及型号下电网的谐波电流、电压的总畸变率.仿真结果表明该模型能更精确得反映牵引供电系统对电网谐波影响的实际情况.     

电牵引负荷谐波在复线牵引网的分布

本文分析了电力机车谐波电流在一般复线末端并联供电牵引网中的分布。文中视牵 引网为分布参数网络,通过引入复线牵引网谐波分布计算的变换分析法,完成了复线 含互感时牵引网谐波电流分布的分析与计算,并结合实际情形给出了机车谐波电流 在复线牵引网中分布的规律及特点.      

覆冰过载情况下电线的允许比载和冰厚计算

提出了输电线路在覆冰过载情况下的电线应力计算状态方程;得出了电线在冰灾断线时的允许比载和允许冰厚的计算方法,为输电线路冰灾分析和冰灾预防提供参考数据.     

基于应力分区的二元渗流边坡稳定性分析

针对目前水力学分析模型没有同时考虑低应力水平和水力作用的叠加效应对二元边坡稳定性的影响,而导致边坡工程设计时的安全系数取得不足,在降雨且不同后缘张拉裂隙充水高度和沿基覆界面入渗深度时,采用应力分区强度计算方法,推导了二元边坡水力学分析的表达式,并进行了实例计算。计算结果表明:裂隙面静水压力和基覆面扬压力对边坡稳定性的影响较大。在低应力水平和水力作用的叠加效应影响下,边坡稳定系数可降低31.8%。若不考虑应力分区强度参数的影响,二元渗流边坡的稳定性将被高估。     

双甲基脲晶体的线性与二阶非线性光学性质研究

采用平面波赝势方法(PAW)和局域密度近似(LDA)的第一性原理方法计算了双甲基脲晶体的电子结构,采用密度矩阵理论计算了双甲基脲晶体的介电函数和倍频系数,并将二阶非线性光学系数谱的特征峰与介电函数光谱结合起来,按单、双光子共振项进行分析.与尿素晶体的光学性质比较分析表明:双甲基脲晶体的线性与非线性光学性质与尿素相似,并...     

剪切变形对单层单跨框架稳定的影响

根据Timoshenko二广义位移梁理论,导出了考虑剪切变形影响压弯构件的解析解和弯矩-转角位移方程.利用位移法分析了单层单跨框架柱下端分别为铰接或固结时的对称与反对称失稳问题,建立了失稳时关于计算长度系数的超越方程.在此基础上,计算了单层单跨框架不同剪弯刚度比的计算长度系数,并与不考虑剪切变形影响的结果进行了比较,得出了剪切变形显著影响无侧移失稳框架的计算长度系数,但不影响有侧移失稳框架的计算长度系数,且得到现行的不考虑剪切变形影响的计算长度系数法偏不安全等结论,指出本研究所用方法可推广至多层多跨框架稳定分析中.     

加热型沥青路面路表温度预估分析模型研究

加热型沥青路面防冰效果通常受路面结构组合、加热层温度以及外界环境条件的影响,并可用路表温度作为融雪化冰的控制指标。采用有限元数值分析方法,探讨了路表温度与结构层厚度、热夹层温度、环境温度以及对流系数的相关关系,构建了热稳态沥青路面路表温度预估模型。结果表明:对流系数与道路面层厚度是影响热夹层条件下沥青路面路表温度的主要因素,加热层温度与环境温度是次要因素;沥青路面路表温度预估模型显著性明显,模型系数置信概率较高,温度预测值与计算值之间误差较小,模型预估精度良好。研究成果为低温地区加热型沥青路面防冰控制策略提供了理论依据。     

城市轨道车辆节能运行方式的研究

本文通过对完成两站之间牵引任务能耗的分析和对城市轨道车辆运行方式的分析,找出了影响能耗的关键,得出了在城市站距较短的条件下快速轨道电车的最佳运行方式.最后讨论影响能耗主要参数选择的一些考虑.     

在线防冰过程中电气化铁路接触网的温度场

接触网覆冰严重影响电气化铁路安全运营,为确保牵引供电的可靠性,提出了一种基于静止无功发生装置的接触网在线防冰方案.针对该方案建立了在线防冰时接触网系统的动态热平衡方程,并通过分别对比铁路运输行业标准TB/T 2809—2005和实验测试数据进行了验证.在此基础上,分析了防冰系统运行后接触网系统的动态温度变化和温度场分布,并探讨了机车速度和负载电流对温度场分布的影响.分析结果表明,环境温度为-4 ℃,目标温度为2 ℃时,吊弦及其线夹处温差可达5.3 ℃,可能成为最薄弱环节.      

牵引计算参数取值对列车牵引质量计算的影响

论文从列车牵引质量计算和检算要求出发,对DF4b、HXD2b等机车在不同坡道、不同牵引力使用系数时进行计算分析,明确了牵引力使用系数对列车牵引质量计算的影响。同时,根据列车转动惯量系数定义,分析和计算了不同机车和编组构成的列车的转动惯量系数的差异,验证了不同转动惯量系数对列车牵引质量计算结果的影响。通过两个系数的计算分析,给出了改革牵引力使用系数的建议。     

环境因素对混凝土简支梁模态参数的影响分析

准确的模态参数测试是基于动力特性进行桥梁损伤识别的基础,模态参数受到环境因素的影响产生变化,从而导致无法得到准确的损伤识别结果。因此,分析环境因素对模态参数的影响,明确主要环境影响变量,对桥梁损伤诊断的环境影响剔除具有重要意义。以季冻区中小跨径钢筋混凝土简支梁为例,对试验梁监测数据进行分析和关联度计算,研究环境因素与模态参数的季节性变化规律,定量对比环境因素对模态参数变化的影响程度,确定影响钢筋混凝土简支梁模态参数变化的主要环境变量,进一步明确空气温度与太阳辐射作用下内部温度变化对模态频率的影响规律。     

沥青混合料介电常数影响因素研究

为评估沥青混凝土混合料介电常数的影响因素,研究了非均质沥青混凝土组成材料的介电性质,考虑沥青含量、密度、含水率对介电常数的影响。结果表明:在相同孔隙率范围时,沥青混凝土试件介电常数随沥青含量增加而降低,可由介电混合理论模型计算;沥青混凝土密度可由沥青混凝土试件介电常数、孔隙率及沥青含量加以预测。     

基于单相dq变换与改进PRONY算法的牵引网低频振荡检测方法

牵引供电系统中的电气低频振荡现象会引发机车牵引变流器封锁,从而造成大面积发车延误。为解决这一问题,本文通过大量实测数据分析,给出了振荡时网压和网流的数学描述,并结合简单的车网电气模型简要阐明了网压低频振荡发生机制。根据牵引网单相供电的特点,提出使用网压信dq分解得到的d轴分量作为低频振荡的表征信号和检测对象,设计了以改进PRONY算法为基础的辨识低频振荡主导模式的检测方法。利用低频振荡案例中的实测数据对该检测方法进行验证,结果表明:本文设计的检测方法可以在1.4s内对频率小于30Hz、幅值大于0.01网压标幺值的低频振荡进行识别、计算出振荡主导模式并发出告警信号。      

考虑钢轨铁磁特性的牵引网阻抗频变参数矩阵计算

行波故障测距装置因行波在线路中传播的色散现象而难以准确计算波速,影响测距精确性,而行波色散主要原因来自于线路阻抗的依频特性。牵引网中钢轨与其他导线不同,具有特殊性,本文通过软磁材料磁性能检测中的冲击法对钢轨的磁特性进行检测,得到了P60钢轨基本磁化曲线、磁滞回线和矫顽力等磁特性数据,以此数据使用有限元仿真软件计算出钢轨精确的阻抗频变参数,在此基础上通过平行多导体传输线理论计算出充分考虑钢轨特殊铁磁特性的牵引网阻抗、导纳频变参数矩阵,为牵引网行波故障测距的研究提供线路阻抗的计算方案和数据基础。