刚性接触网悬挂结构刚度识别方法

接触网-受电弓系统是列车运行驱动力的来源.相比于柔性接触网,刚性接触网因其净空低、坚固耐用、抗风性好等优点一直是当前研究的热点.针对刚性接触网悬挂结构的传统建模方法是将其等效成弹簧结构,并根据能量守恒对其刚度进行等效.基于此,提出一种基于遗传算法的利用刚性接触网的实验模态信息识别建模参数的新方法,建立刚性接触网仿真模型新的验证和修改方法,设计若干常见工况对本方法的可行性进行验证.研究结果表明:本方法因其对结构刚度的敏感性,不仅可识别刚性接触网悬挂结构刚度,而且当悬挂结构损伤时,能够识别到悬挂结构弹簧的损伤位置和实际有效刚度值.经验证在常见工况下,该方法识别到刚度值的平均相对误差低于5％.     

接触网上跨输电线断线冲击载荷研究

通过多体系统动力学仿真软件Recur Dyn,建立覆冰输电线和接触网防护结构的柔性多体系统动力学模型,分析覆冰输电线断线后对接触网防护结构及其地面的冲击载荷。研究接触刚度、接触阻尼、摩擦系数等仿真参数对冲击载荷的影响规律。研究表明,由于输电线变形及与防护结构间的摩擦,冲击载荷主要集中在沿输电线的水平方向。研究结果可用于防护结构的强度设计,研究不同接触参数对冲击载荷的影响规律,为防护结构材料和外形选择提供理论依据。     

构建电气化铁路接触网防灾安全技术体系

分析铁路沿线地震、雷电、大风、冰雪及隧道火灾等对接触网运行安全的影响,列举近几年灾害引起接触网故障的典型实例,从提高接触网支柱基础稳定性和耐久性、结构机械强度和稳定性、电气绝缘安全性等方面着手,提出接触网抗震、防雷、防风、融冰及隧道防火等成套防定技术以及进一步完善铁路防灾安全监控系统、研究接触网视频监控系统的建议,在此基础上构建高速铁路和普速铁路接触网防灾安全技术体系,为我国高速铁路或长大干线铁路接触网防灾设计提供参考.     

接触网承力索的覆冰厚度在线监测技术研究

接触网覆冰会严重影响列车运行安全,为了及时开展防融冰工作,提出一种高效快捷的基于在线监测的覆冰状态分析方法,实时分析接触网的覆冰状态。分析覆冰形成的气象条件以及接触网覆冰的物理模型;利用Ansys软件仿真分析覆冰对接触网补偿装置补偿位移b值的影响,得出覆冰厚度简单近似计算公式,并通过试验验证其准确性;设计覆冰状态在线监测系统,并将系统投入使用。研究结果表明:当达到一定的环境条件时,接触网会发生覆冰,且接触线与承力索的覆冰形态不同;随着覆冰厚度的增加,接触网补偿装置的补偿位移不断增大,根据承力索补偿位移可以较为准确地计算覆冰厚度;经过一段时间的应用,覆冰在线监测系统可以长期稳定运行。     

高速铁路接触悬挂系统覆冰对弓网的影响及应对措施

为研究高速铁路接触悬挂系统覆冰对弓网的影响,分析覆冰形状,计算覆冰对负载的影响。接触悬挂负载增加将导致接触线高度降低、接触网无法运行、受电弓损坏、接触线断线,极大地影响接触网运行安全。按照“事前预防”的原则,提出喷涂防覆冰除冰涂料、使用或换装铜基粉末受电弓滑板等措施,以保障接触网运行安全和高速铁路运输秩序。     

接触网覆冰和风舞在线监测系统研究及应用

针对电气化铁路接触网覆冰和风舞带来的危害,研发基于称重法和光纤传感器法的接触网导线覆冰和风舞在线监测系统.该系统可实时采集导线拉力、环境温度和湿度、风速和风向、导线的振动等信息,并依据导线、绝缘子参数及由专家分析系统建立的导线覆冰及舞动模型计算接触网覆冰和风舞实时状态,及时给出预警信息,保证电气化铁路安全可靠运行.     

铁路长大隧道内接触网防灾安全技术体系研究

针对铁路长大隧道内接触网运行条件特殊且面临隧道地震、火灾及渗漏水、结冰等灾害病害问题,从提高接触网基础稳定性和耐久性、接触网结构机械强度和稳定性、接触网电气绝缘安全性等方面着手,提出采用预埋槽道式基础、防开裂型化学锚栓、架空刚性悬挂、防松螺母及接触网防水融冰、灵活供电、接地和等电位、接触网安全监控系统等多项新技术,并按高速铁路、普速铁路分别构建长大隧道内接触网防灾安全技术体系,确保接触网防灾安全性、可靠性。     

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.     

接触网绝缘子覆冰闪络电压探讨

接触网覆冰不仅影响接触线的弛度、支柱的容量,在一定程度上还影响着接触网绝缘子的闪络电压.在重冰区,设计人员应当考虑覆冰对绝缘子闪络的影响.本文通过研究形成绝缘子覆冰的条件,并以接触网悬式绝缘子串为例进行了覆冰绝缘子的闪络电压计算,对接触网在重冰区的设计以及运营维护有一定的参考价值.     

电气化铁路接触网雨凇覆冰厚度预测模型研究

在分析接触网雨淞覆冰形成机理的基础上,结合电气化铁路的供电原理,参考架空导线的覆冰预测模型得出接触网雨淞覆冰自然增长模型,并根据电热融冰热平衡方程,建立接触网牵引电流等效融冰厚度模型。在该基础上,得出接触网雨淞覆冰厚度预测模型。该模型考虑了接触网覆冰的气象因素,也考虑了牵引电流大小极其持续时间的影响,能够较准确地预测接触网雨淞覆冰的厚度。     

接触网系统各部件内部应力概率分布规律

采用有限元并结合改进算法的径向基神经网络RBF,判别接触网系统各部件内部应力的随机分布规律。以兰新线武嘉段接触网腕臂为算例,把安装角度、冰负载、承力索覆冰风负载、接触线覆冰风负载等参量作为基本变量,按各变量的分布规律随机地产生50组样本数据,通过有限元计算出每一组参数对应的内部最大应力,依据随机抽样规律抽取40组,按经验分布计算出对应的应力分布函数值。利用RBF进行模式识别得到应力符合威布尔分布,并用回归分析计算出正态分布、指数分布、威布尔分布、对数正态分布二个变量的相关系数。从相关系数和拟合图可以看出,应力符合威布尔分布最好,服从指数分布的可能性最小,RBF识别的结果与回归分析的结果是一致的。     

基于风场模拟的接触网b值动态响应分析

接触网线索受风振动会造成b值变化,为了将风荷载引起的变化量剔除,对随机风场作用下的接触网进行仿真研究。利用ANSYS软件建立全补偿简单链形悬挂接触网模型;采用谐波叠加法模拟得到随机风场;分析b值风致变化的机理,仿真完成了接触网模型在不同随机风荷载作用下的动态响应分析。研究结果表明:接触网b值风致变化是线索受风偏移导致的结果,横向偏移起主要作用;脉动风场作用下接触网各跨会随机产生不同大小的补偿位移,随着风速提升补偿位移振幅相应变大且变化率呈增大趋势;对于半个锚段12跨接触网,当风速达到41m/s时,补偿位移振幅为60.61 mm,接近棘轮补偿装置断线b值变化量,说明识别断线事故时应考虑风振的影响。     

预弛度接触网三维静态形状计算

考虑预弛度接触线的链形接触悬挂,以2种抛物线单元为基础,给出同时受自重、侧向风影响下的链形接触悬挂静态形状计算流程,利用经典力学方法,推导出不同坐标系下接触线、承力索的静态形状,然后合成三维静态形状。最后通过对比有限元仿真结果,验证本计算方法的准确性。应用本研究计算方法可对接触网进行吊弦预配计算和风偏校验计算,指导接触网的设计施工。     

自然风对高速磁浮列车气动特性的影响

基于可压缩黏性流体的N—S方程和k—ε两方程湍流模型,采用有限容积法对磁浮列车受自然风作用下的气动力特性进行计算分析,结果表明:自然风导致列车表面的压力分布发生变化,除了列车头、尾部压力峰值点发生偏移外,列车迎风侧面的压力随着自然风速的增加而增大,随着自然风与列车之间夹角的增大呈现先增大后减小的变化规律;列车受到气动升力、侧向力以及侧滚力矩、俯仰力矩和偏转力矩的作用也随着自然风与列车之间夹角的增大呈先增大后减小的变化规律,且在自然风向与列车运行方向垂直时达到最大,此时列车受到的气动力及力矩作用均随自然风速的增大而单调增加。     

大风区高速铁路接触网附加导线舞动机理及防护措施研究

针对高速铁路接触网附加导线舞动问题,进行附加导线在大风环境下舞动机理方面的分析,研究附加导线处尾流风场、功率谱随环境风速的变化规律,通过风场仿真计算及附加导线有限元分析,判定附加导线在风作用下的舞动为尾流驰振,并据此提出制振措施。     

浅析接触线波动速度与线密度和悬挂张力关系

从接触线波动传播速度的角度出发,通过公式推导和图形绘制,分析接触线波动传播速度、接触线线密度以及接触线悬挂张力三者之间的变化关系,并针对日本、德国、法国3个发达国家的不同电气化线路,进行分析计算。     

兰新二线强风地区防沙措施效益评价

基于现场观测试验,掌握试验段全年大风特征,并对不同类型的阻沙措施与固沙措施的防沙效果进行对比分析。结果表明:百里风区试验段的主导风向为NNW,烟墩风区试验段的主导风向主要为NE、ENE,分别占全年风向的21%和26%;百里风区阻沙措施性价比依次为:金属涂塑网措施斜插板式挡沙墙箱式挡沙墙插板式挡沙墙;烟墩风区阻沙措施性价比依次为:金属涂塑网措施高立式PE网措施斜插板式挡沙墙插板式挡沙墙;固沙措施性价比依次为:芦苇方格石方格沙方格;在现场试验研究的基础上,综合考虑工程造价和现场实际情况,建议试验段阻沙措施采用金属涂塑网沙障,固沙措施采用石方格沙障。     

接触线风偏计算需注意的几个问题

本文从张力差、最大设计风速、当量系数、跨距内最大风偏位置距悬挂点的距离及对减小风偏有效的接触线张力等方面阐述了计算接触线风偏时需注意的几个问题。