铁路牵引供电系统接触网结构的防灾分析

采用有限元方法,以铁路接触网的支持悬挂系统为研究对象,对其在风偏设计风速和结构设计风速下的风灾工况,10mm、20mm和30mm厚度的导线覆冰工况,以及覆冰、风载同时作用工况进行模拟,分析它的动态应力和位移响应,并校核结构强度和刚度,提出防灾建议.仿真结果表明:现有的接触网支持悬挂系统在大多数工况下,能够满足结构的强度和刚度要求,但在风速大于37m/s和覆冰厚度超过20mm的灾害条件下,接触线的挠度过大,此时应采取机车限速和及时除冰等相应措施.本文的研究结果可以为铁路牵引供电系统的防灾设计与运行提供必要的理论依据.     

强风地区接触网动力稳定性分析

以兰新线强风地区某段接触网为研究对象,根据接触网的结构特点,利用通用有限元分析软件ANSYS建立单个锚段的支持结构与线耦合的有限元模型。采用Davenport功率谱模拟了适用于接触网结构特点的风速时程,应用非线性有限元法获得接触网在不同平均风速下脉动风荷载作用的风振响应时程;根据特征响应点的风振响应时程,运用Budiansky-Roth准则和动态增量法分析比较接触网结构特性对接触网动力稳定性的影响。分析结果表明:由于兰新线百里风区的最大风速达到了74m.s-1,因此选用跨距小于50m、承力索张力大于15kN的接触网结构较为适宜;通过适当增加承力索张力、减小接触网跨距和降低接触导线高度等措施可有效改善接触网结构的抗风稳定性,而增加吊线数对提高接触网动力稳定性的效果较小。     

兰新高铁大风区接触网正馈线悬挂结构适应性分析

试验和运行经验表明,兰新高铁大风区接触网正馈线(AF线)疲劳磨损问题非常突出。通过理论结合实际的方法,利用有限元三维流体场仿真辅助手段,分析百里、三十里风区挡风墙后方大风运动特征及AF线风场内受挡风墙结构增速影响的运动特点,提出AF线受激励源干扰产生大幅振动的机理。利用现场样本空间数据累计及AF线V形悬挂铰接零部件的运动频次,提出AF线V形悬挂结构合理性设计的关键点及结构匹配重要性,以及限制零部件间磨损的有效措施。     

基于蒙特卡洛法的大风区接触网系统可靠性分析

为分析大风区接触网系统可靠性,本文将一种应用于电力系统可靠性的分析方法—蒙特卡洛法应用到高速铁路接触网系统可靠性分析中。根据接触网特性对接触网系统进行可靠性建模,并根据甘肃酒泉风塔所测相关数据,利用两参数Weibull分布模拟出西北地区风速分布。结合某段电气化铁路接触网的特性,运用Matlab对融合了风因素的接触网可靠性进行了蒙特卡洛算法编程,并绘制了相应的可靠性曲线。结果表明：蒙特卡洛法适用于接触网可靠性研究,且在融合了风因素后接触网可靠性下降,其研究得出的可靠度更接近于实际情况。     

不锈钢矿石专用敞车车体非线性屈曲分析

按照美国AAR标准，利用有限元软件ANSYS对40t轴重不锈铜矿石专用敞车车体进行了非线性屈曲分析。文章主要考虑几何非线性，采用增量法对地板有无拱筋的2种车体模型进行分析计算，通过计算结果对比，发现地板上加拱筋不仅提高了车体的强度，还可以增强地板的刚度，使车体在规定栽荷内不发生屈曲，提高车体的稳定性。     

桥梁结构非线性静力分析

从能量变分原理导出梁单元的平衡方程，并由此建立了桥梁结构几何非线性分析的有限元列式，并指出文献「２」的不足。采用位移控制法给出非线性迭代解法，编制了相应的程序，可分析桥梁结构在极限载荷、屈曲等情况下的非线性响应。通过算例表明该方法具有较好的精度，能满足工程实际的需要。     

铁路接触网监测技术专利分析

接触网是电气化铁路牵引供电的重要组成部分,一旦接触网出现故障,将对列车的安全运行造成严重影响,因此,及时有效的监测接触网的工作状态、环境变化,并对出现的问题及时采取措施,对电气化铁路安全可靠运行起着十分重要的作用。本文主要围绕“铁路接触网监测技术”开展专利分析,通过对全球相关专利数据开展检索、标引、处理,分析国内外铁路接触网监测技术发展脉络,明确国内外重点企业专利布局现状,为本领域相关单位研究方向和专利布局给出建议。     

修正载荷增量法对结构后屈曲的分析及其实验

本文对杆系结构的后屈曲特性进行了分析，并提出相应的修正载荷增量法，同时提供了网壳拍屈曲特性的实验研究结果。     

刚性接触网悬吊结构的等效模型

结合参考文献中的模型做了进一步的推导,提出相对完善的悬吊结构等效模型,分析了影响等效模型参数的因素及等效模型刚度对弓网动态接触压力的影响。提出确定汇流排绝缘子弹性模量的方法,以改善刚性接触网的弹性,提高受流质量。     

接触网腕臂结构系统动力学分析

根据实际工况建立接触网腕臂结构系统的有限元模型。利用有限元法对此模型进行受力分析,校核其静强度、静刚度。建立腕臂结构系统的动力学模型,通过模态分析得出模型的前10阶固有频率及振型,并通过谐响应分析计算在外载荷的影响下结构的共振频率。通过对腕臂结构系统的动力学分析,得出在外载荷作用下,整体结构系统不会发生共振现象,与实际工程项目相符,为工程实际提供理论支持。     

强风区挡风墙高度和位置对接触网区域风速的影响

强风区挡风墙的修建能有效保障列车的正常安全行驶。而挡风墙高度和位置的变化直接影响到接触网区域的风速,因此是修建挡风墙时必须考虑的重要因素。采用高雷诺数κ-ε紊流模型,建立了列车分别位于1线和2线时的计算模型,应用计算流体动力学软件STAR-CD对接触网区域在强风区挡风墙作用下的风速和仰角进行了数值模拟计算,得出不同条件下接触网区域风速的分布数据。研究结果表明,挡风墙高度为3 m以上和距线路中心5 m时,是比较适合列车行走的位置。     

随机风场下高速铁路接触线风振疲劳分析

高速铁路接触网在随机风场的作用下产生短周期变化的应力循环,影响接触网的疲劳寿命。本文采用Davenport和Panosfsky功率谱分别模拟适用于接触网系统的水平和竖直方向上的脉动风时程,推导了作用在接触网上的气动力。在有限元分析软件MSC-Marc中建立高速铁路接触网有限元模型,通过非线性有限元求解得到随机风场下接触线各单元的应力时程。运用改进的雨流计数法对疲劳应力谱进行统计处理,并经Goodman直线修正,得到每个应力循环的等效应力幅值。基于Palmgren-Miner线性疲劳累积损伤准则,对接触线特征单元的疲劳寿命进行估计。研究结果表明:在强风地区,脉动风对接触网风振疲劳影响较为显著;接触线的风振疲劳不利位置出现在定位点和吊弦点处;风攻角决定了接触线风振疲劳不利位置的具体分布。研究结果可为强风地区接触网疲劳设计、日常维护及故障分析提供依据。     

强风地区高速铁路接触线预坡度探讨

强风地区高速铁路接触网尚无成熟运营经验,相应的接触网设计方案也在探索中.经过有限元分析发现,在侧向风吹时,接触线正反定位竖直方向呈现一定高差,甚至会出现一定位器向上抬升、相邻定位器向下抬升情况,由此产生了接触线坡度,进而影响了弓网受流质量.本文针对该情况提出了预坡度新概念,将因强风产生的接触线坡度降低了1/2.经过弓网...     

兰新铁路强风地区风沙成因及挡风墙防风效果分析

研究目的:通过对兰新铁路"百里风区"和南疆铁路前百公里强风地区风沙成因进行分析,研究挡风墙后不同高度、不同间距风速变化情况,现场实测挡风墙的"遮蔽效应",对挡风墙的防风效果进行评价.研究结论:兰新铁路强风地区风区大风主要为内陆寒潮性大风,受地形地貌引起的狭管效应、下坡风及局地大气对流效应的影响较大,具有风速高、风期长、季节性强、风向稳定、起风速度快等特点.现场实测表明,挡风墙防风效果显著,3 m高挡风墙后在3 m高内风速较挡风墙外侧风速大大降低,风速20 m/s时有效遮蔽范围超过38 m,有效地减弱了列车的倾覆力矩.不同条件下挡风墙对沙害减弱的影响还需进一步加深研究,这些结论对于今后铁路防风沙具有一定的指导和借鉴作用.     

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。     

高速铁路接触网在线实测研究

研究目的:我国高速铁路开通运营以来,部分线路接触网在列车经过时出现人为感观上的较大晃动。为查清问题的本质和原因,必须测量接触网晃动的精确位移值。基于图像的测试技术具有非接触、动态等优势,较适合检测接触网这样的特殊结构,尤其是它的非接触性能能确保在线测试时行车的安全。因此,采用图像测量进行高速铁路接触网在线实测研究能够分析现有接触网异常晃动的原因及晃动幅值,也给以后电气化铁路接触网在线实测提供技术支撑,弥补现有接触网在线检测手段的不足。研究结论:(1)接触网腕臂、正馈线肩架及承力索晃动实测值都较小,可疑异常晃动点与正常路段的点两者接触网振幅区别不大;(2)上下行之间没有耦合效应,弓网相互作用为接触网晃动的主要原因;(3)实测结果表明接触网支柱及零部件安全性满足规范要求,验证了人为感观上的不确定性,进一步消除排查了安全隐患;(4)基于图像的非接触测试技术安全性能好,动态实时得到测试数据,设备操作简单方便,为接触网在线实测提供了新的有效技术手段。     

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。     

电气化铁道接触网关节式电分相运行问题分析

电分相是接触网的关键结构之一。电气化铁道牵引变电所向接触网供电的馈线是不同相的，不同相供电臂在接触网的相交处设置了绝缘结构，称电分相。目前电分相有器件（即分相绝缘器）式和锚段关节（即7跨、8跨或9跨锚段关节）式两种。