不同受电弓对刚性接触网锚段关节的适应性研究皋金龙

对于采用刚性接触网的城轨交通线路,随着其运营速度不断提高,对弓网动态性能要求越来越高。锚段关节是刚性接触网的关键区段,有必要对不同受电弓在高速通过锚段关节时的弓网动态性能进行研究。本文以北京地铁大兴机场线为例,利用有限元法建立3种型号受电弓与刚性接触网的弓网仿真模型,分析比较3种型号受电弓以160～220km/h速度通过锚段关节时的弓网动态性能,为研发更高速度等级的受电弓与刚性接触网系统提供技术参考。     

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.     

刚性接触网跨距对弓网动态性能的影响分析

随着轨道交通线路运营速度的不断提高,对弓网系统动态性能的要求越来越高.跨距是刚性接触网的一项关键参数,弓网之间的良好受流质量需要选取合理的跨距,因此有必要对不同速度等级下刚性接触网跨距的选取进行研究.本文通过建立刚性接触网模型与受电弓模型,分析不同型号受电弓以不同速度通过不同跨距刚性接触网的弓网动态性能参数,得出不同速度等级下与不同型号受电弓相适应的刚性接触网跨距,为受电弓及刚性接触网系统设计提供研究基础.     

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。     

高速刚性悬挂接触网弓网动态仿真模型优化研究

随着刚性接触网线路上列车的运行速度逐步提高，对弓网动态性能的要求也更高，良好的弓网接触力能保证电力机车持续取流。利用弓网仿真技术可以方便高效获取弓网接触力，因此有必要对弓网仿真模型建模方法进行研究，建立高精度弓网仿真模型，获取精确的弓网接触力。本文基于力学理论与有限元理论建立汇流排、悬挂装置、锚段关节等仿真模型，依托北京地铁大兴机场线开展实测对比验证，为探究更高速度等级的受电弓与刚性接触网系统提供理论支撑。     

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。     

刚性接触网环境下的弓网性能试验

针对广州地铁3号线车速为120 km/h刚性接触网环境,运用检测装置对3号线弓网系统进行试验,检测刚性接触网环境下的弓网接触力、弓头及框架的振动、滑板的温升等情况.分析了受电弓的动态性能,以及受电弓在刚性接触网下的振动、特别是列车高速运行时的振动情况,找出受电弓频繁故障的原因,为优化架空刚性弓网系统提供帮助.     

广州地铁2号线弓网关系优化设计研究

研究目的:架空刚性接触网由于优点突出,现已成为我国地铁隧道内架空受流方式的首选。广州地铁2号线十多年的运营效果表明,架空刚性接触网系统仍存在一些技术问题,如弓网磨耗异常、绝缘关节处拉弧、中心锚结处汇流排抬升量异常等。为解决和改善这些问题,延长刚性接触网系统的寿命,保证运营安全、稳定,开展有针对性的设计,对既有线路刚性悬挂进行改造和优化。研究结论:(1)受电弓碳滑板的磨耗异常与接触网拉出值分布不均、受电弓的结构、弓头质量、碳滑板材质、受电弓取流较大且受较大振动等因素紧密相关,绝缘锚段关节处拉弧与受电弓碳滑板工作面不能保持与轨面平行及弓网接触面为无缓冲刚性接触有关,中心锚结设置在跨中两定位点间的方式恶化了弓网关系;(2)架空刚性接触网系统的平面布置采用双折线方案以改善弓网磨耗异常问题,使用新型刚性悬挂弹性装置以增加系统弹性,中心锚结安装在锚段中间的定位悬挂点处以改善汇流排高度异常抬升问题;(3)本研究成果可应用于采用刚性接触网系统的城市和地区轨道交通工程的设计、建设、改造及运营实践中,具有借鉴和指导意义。     

基于有限元的交流刚性接触网定位点刚度仿真研究

受电弓高速通过刚度较大的定位点时会受到冲击作用,对弓网受流质量和接触线磨耗产生不良影响。本文建立了包含膨胀接头的刚性接触网有限元模型,受电弓采用三质量模型,通过接触对将两者进行耦合,依据标准EN 50318中仿真模型确认流程验证了弓网仿真模型的有效性,并在此基础上分析了全锚段定位点刚度整体变化以及仅锚段关节处定位点刚度变化时的弓网动态受流质量,比选出最优定位点刚度取值方案。     

160 km/h速度等级刚性接触网受电弓弓网动态仿真分析

文章介绍了一种适用于市域动车组的160 km/h速度等级刚性接触网受电弓的结构及技术参数,并结合受电弓与接触网之间动态匹配影响因素,进行弓网动态性能仿真分析,为受电弓弓头参数优化提供理论依据。     

时速160公里刚性接触网定位点导高偏差研究

列车受电弓高速运行时，弓网动态性能的优劣直接影响弓网系统的运行安全性。刚性接触网定位点导高存在偏差会对弓网动态性能产生显著影响。本文利用弓网仿真模型对时速160 km刚性接触网不同跨距时的定位点导高偏差进行研究，基于弓网动态性能评价指标分析比较不同仿真工况的计算结果，得出时速160 km刚性接触网定位点导高偏差允许值，为今后类似工程实施提供参考。     

弹性吊索对接触网锚段关节弓网受流影响分析

高速铁路接触网工程建设过程中,锚段关节因结构安装特点无法安装弹性吊索,但贸然取消弹性吊索可能会对接触网锚段关节弓网受流造成影响,因此对其研究有重要意义。根据有关标准和工程实践,首先拟定250 km/h和350 km/h两个速度等级的接触网设计参数,再结合弹性吊索参数及接触网锚段关节安装和取消弹性吊索确定了8种工况,分别建立接触网仿真模型,对弓网动态性能仿真计算后,得出不同工况下接触网动态性能。经分析得出的结果为:250 km/h速度等级接触网弹性吊索长度宜取14 m,张力宜取2.8 kN,锚段关节宜安装弹性吊索;350 km/h速度等级接触网弹性吊索长度宜取18 m,张力宜取3.5 kN,锚段关节宜安装弹性吊索。该结果可为设计速度250 km/h、350 km/h高速铁路接触网系统设计和施工提供参考依据。     

基于ADAMS的地铁弓网耦合仿真分析

对地铁列车TSG18E型受电弓及刚性接触网建立三维实体模型,利用有限元分析软件Ansys对模型进行模态分析;利用多体动力学软件Adams建立受电弓与刚性接触网的耦合动力学模型,分析列车运行速度、弓头刚度与弓头质量等弓网结构参数对动态接触压力的影响,为改善弓网结构参数提供参考。     

高速弓网系统动态振动性能的仿真研究

基于MSC-Marc软件建立弓网系统模型,对受电弓-接触网动态振动性能进行仿真研究.建立接触网、受电弓两个系统的有限元模型,模型之间通过接触实现耦合,使弓网作为耦合系统进行低速条件下的动态仿真.将结果与国外仿真、实测及运行结果相比较,验证软件分析的正确性.在此基础上,针对我国京津城际铁路受电弓-接触网系统参数,对高速下的弓网系统动态振动性能进行仿真,分析影响弓网受流的主要参数,得到高速下接触网动态抬升量、弓网接触压力及离线现象,并通过参数的调整保证弓网可靠作用达到良好受流性能.对高速受电弓与接触网的相互作用进行大量的仿真并对结果进行分析,为进一步研究高速下不同受电弓与接触网参数的配合奠定基础.     

时速120～160公里刚性接触网定位线夹刚度研究

刚性接触网是城市轨道交通系统的重要组成部分,其与受电弓相互接触实现电能传输。刚性接触网定位线夹刚度值会对弓网动态性能产生显著影响,进而影响弓网系统的运行安全。本文利用弓网仿真技术对时速120～160km刚性接触网不同跨距时的定位线夹刚度进行研究,根据弓网动态性能评价指标,分析比较不同仿真工况的计算结果,得出时速120～160 km刚性接触网定位线夹刚度最优取值,为后续工程实施提供参考。     

高速受电弓-接触网动态受流性能及双弓距离的研究

高速列车运行的关键技术之一是弓网动态受流问题。当动车双弓运行时,弓网动态受流性能限制了高速列车运行速度。本文采用无限长弦模型,将受电弓看作集中质量模型,对弓网系统动态受流性能进行分析,推导并计算其解析解,对接触网-受电弓的动态相互作用进行研究;通过计算运行速度为200 km/h的俄罗斯高速接触网的弓网参数来验证该方法的正确性;对我国高速铁路受电弓-接触网系统的动态受流性能进行分析,得到接触线的弛度、悬挂刚度和波动分量以及机车车辆振动对受电弓滑板及接触线垂向位移的影响情况;对动车双弓运行工况下双弓的最佳距离进行分析,并研究受电弓归算质量对弓网受流的影响。研究结果为进一步优化受电弓参数提供了参考。     

北京地铁14号线弓网动态相互作用性能研究

对北京地铁14号线弓网性能进行了分析研究。介绍了弓网测量系统的工作原理,结合测试数据,对接触力分布、接触力最值、弓头振动加速度、受电弓与接触网燃弧现象、定位点处接触网的高度和拉出值等测试结果分别进行了分析。研究表明:列车在加速区段和通过锚段关节、线岔、分段绝缘器及刚柔过渡区域时,弓头振动加速度变大,接触力突变,局部线路弓头振动加速度有突变现象。     

基于弓网动力仿真的160km/h刚柔过渡系统方案研究

刚柔过渡结构属于接触网的结合部位,其结构相对复杂,是制约弓网动力性能的关键区域。随着城市轨道交通的发展,研制160km/h及以上速度的刚性接触网十分迫切。基于此,建立刚柔过渡弓网仿真模型,研究160km/h的受电弓与刚性接触网、刚柔过渡区段、柔性接触网的动力相互作用;设计了满足双弓160km/h的刚柔过渡系统方案,并考虑了刚性接触网不平顺对刚柔过渡系统方案的影响。具体建议方案为:受电弓选择DSA250型;刚性接触网跨距选择6m,定位点刚性悬挂;柔性接触网选择Re250型;采用贯通式刚柔过渡方式。     

受电弓作用下接触网动态响应分析

以新疆铁路大风区接触网单个直线锚段为研究对象,运用有限元分析软件ANSYS,计算受电弓在不同运行速度下的弓网相互作用力,将弓网接触压力作为瞬态分析的载荷,得到接触网在受电弓/接触网垂向耦合振动过程中瞬态位移响应及应力时间历程.     

刚性供电网条件下120km/h地铁受电弓弓网动态匹配问题

针对广州地铁3号线北延项目出现的受电弓燃弧问题,对多个项目的受电弓应用进行对比分析,找到出现燃弧的可能原因,并通过弓网仿真计算,提出受电弓的改进措施及建议,以保证刚性接触网条件下120 km/h地铁受电弓弓网动态受流稳定性。