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。     

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:...     

整锚段接触网吊弦长度的三维稳态模型

为了减少吊弦长度计算误差、严格控制导高、改善受流质量,提出一种用于整体吊弦精确计算的三维稳态模型。基于二维精确索单元,将X-Y,X-Z两计算平面耦合,得到三维索单元。基于有限元理论,采用三维索单元离散接触网结构;根据接触网的拓扑结构关系组装刚度矩阵,根据地理信息、测量信息和设计参数等组建边界条件;建立并使用迭代法求解整体的非线性平衡方程;根据求解结果建立接触网三维图形并输出整体吊弦长度。将计算的整体吊弦长度与现场数据对比,中间柱计算误差小于2.0‰,转换柱计算误差小于3.5‰,验证本三维模型和构建方法的有效性。     

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。     

接触网数字化吊弦计算对系统参数的影响因素分析

京沪高铁自2021年开始采用“软件计算-工厂化预配-专业化安装”方式对整锚段既有整体吊弦进行全面更换,吊弦更换后接触网导高波形呈现一定的大拱形、小拱形、人字形和正弦形等形状,对弓网受流产生较大影响。本文基于有限元理论开展吊弦长度计算,对吊弦更换后接触网导高偏差产生的原因进行研究,形成了“导高偏差-主要原因”对照关系,并进行现场实测验证。     

拉伸载荷下的接触网吊弦力学特性研究

为获取接触网系统中吊弦力学特性的变化规律,开展了吊弦结构参数对其处于拉伸载荷下的力学特性影响研究。首先,基于SolidWorks、HyperMesh及Abaqus等软件建立接触网吊弦的有限元模型,研究了不同吊弦长度下的应力、应变以及刚度等力学特性的变化规律;其次,设计吊弦拉伸实验,将吊弦刚度的实验结果与仿真结果进行对比,验证了有限元模型的可靠性;最后,基于上述模型研究了吊弦节径比对吊弦力学特性的影响。仿真和实验结果表明：吊弦长度对于应力应变影响极小,但随着吊弦长度的增加,刚度呈非线性减小;吊弦节径比越小,应力应变则越大,且刚度随节径比的减小而呈现线性减小的趋势。研究结果可为接触网吊弦长度、节径比的选择及吊弦结构优化设计提供参考。     

柔性接触网吊弦长度精确计算

为了减小吊弦预配长度的计算误差,提高接触网施工质量,改善弓网受流质量,基于有限元方法,分别建立接触线、(辅助)承力索的数学模型,利用吊弦对接触线、(辅助)承力索作用力及吊弦质量之间关系,采用迭代算法对柔性接触网吊弦长度进行精确计算。在此基础上,建立接触网系统的有限元模型并加以计算,得出吊弦点处接触线位移与理论值相差最大值为1.26 mm,有效地解决了吊弦预配长度的精确计算。     

基于3D仿真数据的接触网吊弦螺栓缺失检测优化方法

针对接触网悬挂系统吊弦螺栓缺失检测问题,提出一种基于3D仿真数据的接触网吊弦螺栓缺失检测优化方法,利用3D仿真数据与深度学习对吊弦螺栓定位与识别.该方法设计了一个全新的用于吊弦螺栓定位的神经网络模型,在准确定位的基础上添加一条分类分支,用于吊弦螺栓分类,以达到检测吊弦螺栓是否脱落的目的.通过对比使用3D仿真数据模型采集...     

基于有限元法的接触网铜棒式整体吊弦施工计算方法

随着高速铁路的大规模建设,接触网整体吊弦的施工计算精度将直接影响接触网施工的效率与材料成本。提出一种新的基于有限元理论的接触网铜棒式整体吊弦计算方法,通过该方法计算接触网整体吊弦的长度参数,并给出各种不同类型线路的吊弦长度修正公式。基于该算法开发了高速铁路接触网支柱装配及吊弦计算软件系统,并应用于兰新二线客运专线项目中,经实测数据验证,计算结果准确,提高了接触网铜棒式整体吊弦的施工效率,节约了人工成本和材料成本。     

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。     

随机风场对弓网系统动态性能影响研究

基于有限元软件MSC-Marc建立弓网系统模型,对在随机风场中的受电弓-接触网动态性能进行仿真研究。模型中采用欧拉-伯努利梁模型模拟接触线和承力索,受电弓和接触网模型之间通过接触实现耦合,使弓网作为一个整体进行动态仿真;采用适合接触网随机风场计算的沿高度不变的Davenport谱,运用谐波合成法数值模拟风场。在此基础上,采用MSC-Marc软件完成弓网系统在不同随机风荷载作用下的动态性能分析。实验结果表明:模拟随机风的功率谱函数与目标谱结果非常吻合,随机风场对接触网风振响应及弓网间的动态性能影响很大,且沿风向定位器的第一吊弦退出工作时间随风速增大而增长。通过仿真结果比较分析,为进一步研究随机风场下弓网系统结构参数配合奠定了基础。     

简单链型悬挂接触网整体吊弦计算

吊弦施工是接触网悬挂调整的重要环节，其施工质量将直接影响接触网的取流特性，随着铁路车辆运行速度的不断提高，整体吊弦将逐步取代传统的环节吊弦，成为电气化铁道接触网吊弦的主要形式。我公司在2002年神朔线新增二线电气化铁路以及2003年西南线CDH27标段电气化工程的接触网施工中，都采用了可调式整体吊弦，根据相关软件计算结果进行整体吊弦的预配和安装，一次成功率达90％以上，取得了良好的经济、社会效益。     

电气化铁路接触网在线防冰电流的决策及控制

本文提出一种基于配对静止无功发生器(SVG)的无功潮流大电流防冰法,据此构建电气化铁路接触网在线防冰系统。为了在接触网防冰的同时使牵引网电压也稳定在允许范围内,以直供单线供电方式为例,推导防冰系统投入后防冰电流与供电臂末端电压的关系,以确定各电气参量之间的关联性。结合贵昆线实测数据,并基于牵引网网压要求,给出不同工况下允许的防冰电流动态范围,分析实际运行工况下在线防冰过程中的接触网沿线温度分布和电压分布,验证了基于SVG在线防冰方案及其电流决策的可行性与有效性。     

电气化铁路接触悬挂吊弦和电连接的电气负荷计算

研究目的:弦和电连接是电气化铁路接触悬挂的重要组成部分,其电气负荷是接触网安全运行的基本保证。目前世界上电气化铁路主要采用载流型铜合金绞线整体吊弦和软铜绞线电连接。本文从耦合平行导线电路计算原理出发,结合工程实际对接触悬挂吊弦和电连接的电气负载能力进行了仿真计算,得出吊弦和电连接的电气负载能力需求,意在提出接触悬挂电连接的设置原则。研究结论:(1)载流型整体吊弦具有显著的多点并联分流作用,仅在变流点附近的3~5个吊弦和1个电连接明显参与了接触悬挂的电流分配,其余吊弦和电连接几乎不参与,电流趋近于零;(2)由于吊弦的载流能力十分有限,在持续变流点处的吊弦不能满足持续载流要求,应设置电连接;(3)电连接设置的具体原则为:在供电线上网、绝缘锚段关节和非绝缘锚段关节、满足电流径路需要的不同股道接触网之间等处应设置电连接,而其余部分无需设置电连接;该设置原则适用于所有类型的电气化铁路接触网。     

秦沈线接触网整体吊弦的探讨

本文介绍了秦沈客运专线高速铁路接触网整体吊弦计算过程中,对预留弛度、线路竖曲线的考虑,分析了整体吊弦预制、安装过程中误差对接触网静态测试结果的影响,提出在高速铁路接触网施工中,对这些关键点加以控制的建议。     

提速铁路接触网整体吊弦施工工艺

为了保证提速铁路接触网受流质量,改善弓网关系,采用整体吊弦取代传统环节吊弦安装方式。整体吊弦施工实现了数据处理电算化,吊弦预制工厂化,接触悬挂安装基本一次到位,极大地提高了现场安装调整精度,改善了提速电气化接触网弓网关系,保证了受流需要,也大量减少了施工及维修的工作量。     

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。     

基于CDEGS的高速铁路非载流吊弦区段接触悬挂和电连接电气负荷计算

我国部分地区的高速铁路工程中采用了非载流吊弦,与载流吊弦相比,在接触悬挂、电连接等电气负荷方面存在差异。为解决非载流吊弦线路接触悬挂、电连接等设备电气负荷特性问题,利用CDEGS软件,建立仿真计算模型,并通过模拟试验对仿真模型进行验证。在此基础上,建立考虑接触网导线空间几何分布的计算模型,对非载流吊弦线路的接触悬挂、电连接等电气负荷进行计算研究,结果表明:取流点附近的电连接流过的电流最大,且最大电流不受电连接数量的影响,在中心锚结装置两侧设电连接可有效抑制电流流过中心锚结装置,并据此提出电连接设置方案。     

接触网整体吊弦受力测量装置研究

电气化铁路接触网整体吊弦的受力无法在现场直接测量,针对这一情况,根据整体吊弦实际服役特点,分析既有测量方法的适用性,建立新的测量方法,设计一种适用于现场的接触网整体吊弦受力测量装置。该测量装置可以直接安装在接触网上,并且不破坏接触网悬吊性能,有效解决了整体吊弦受力无法直接测量的难题,为深入研究整体吊弦的服役寿命提供支持。     

基于ANCF的链型悬挂接触网找形及分析

为精准获得高速铁路接触网的初始平衡构型，基于绝对节点坐标法建立适用于不同悬挂形式接触网系统的找形模型。完成直链型悬挂接触网的找形，其中吊弦长度、接触线初始构型以及接触网静态刚度结果与参考值相比均显示了良好的一致性；完成对实际线路京津线、武广线接触网模型的找形分析，得到的各参数与参考值基本一致，且吊弦长度随承力索张力的增加；通过吊弦力系平衡建立双层迭代获取半斜链型、斜链型悬挂接触网初始平衡构型，解决其吊弦长度不易计算的问题，在动力学模型稳态下的张力结果与预设值基本相同，验证了模型的正确性与适用性；通过对比分析得到斜链型悬挂接触网具有较大的吊弦长度、定位器作用力以及较小的弹性不均匀度，可为接触网系统的工程设计、施工提供参考。