接触网弹性吊索参数对弓网动态性能影响

为确定不同速度等级接触网弹性吊索参数的优选值,利用有限单元法,建立了中国高速铁路250、350 km/h两种速度等级的受电弓、接触网和弓网接触的动力学仿真模型,得到受电弓与接触网的动态性能指标,比较双弓作用下不同接触网弹性吊索截面积、张力和长度的弓网接触力数字特征和接触网定位点最大抬升.研究结果表明:适应250 km/...     

基于有限元和空气动力学模型的高速受电弓动态性能仿真

建立了接触网和受电弓子系统的有限元模型和空气动力学模型,采用MSC-Marc及STAR-CD软件,研究受电弓动态受流性能和空气动力学性能.通过接触实现2个子系统耦合,对弓网进行动态仿真;通过高速受电弓三维模型,埘受电弓高速空气动力学性能进行仿真.仿真结果表明:简单链型悬挂比掸性链型悬挂接触线动态抬升量和平均接触压力均小,在速度250 km/h时,气流对受电弓产生的抬升力约为12 N,空气阻力为550 N.     

几种高速受电弓/接触网系统性能的比较

为探讨高速受电弓与接触网之间的相互作用,选取DSA250和DSA380高速受电弓与不同速度等级的2种简单链型悬挂和2种弹性链型悬挂接触网系统相匹配,采用有限元法,建立了三维接触网模型和质量．阻尼-刚度受电弓模型．根据受电弓／接触网系统的相关系列标准,考虑受流质量和运行安全性,对不同系统的弓网动态性能进行了评价和比较．研究表明：在200—250km／h速度区间,适合采用设有预弛度的简单链型悬挂接触网,也可考虑采用弹性链型悬挂方式;300km／h以上时,宜采用不设预弛度的弹性链型悬挂．     

高速受电弓-接触网系统动态受流性能的仿真分析

采用了MSC-MARC软件对受电弓-接触网系统的动态受流性能进行了仿真,分别建立了接触网和受电弓两个子系统的有限元模型,通过接触实现了两个子系统的耦合,进行弓网的动态分析．通过仿真,将低速下得到的结果与国外的结果相比较,验证了软件分析结果的正确性．针对高速铁路一种受电弓-接触网的设计参数,对弓网之间的相互作用进行了分析,得到了高速下接触网的动态抬升量,接触压力和离线率,通过参数的调整保证弓网可靠作用达到良好的受流．对高速受电弓与接触网的相互作用进行了大量的仿真并对结果进行分析,为进一步研究高速下受电弓与接触网不同参数的配合奠定了基础．     

高速受电弓—接触网系统的动力学研究

本文研究了单臂受电弓——简单链形悬挂接触网系统的动态特性,建立了数学模型,得到了系统的动态运行模拟计算方法,并给出在高速运行下,受电弓、接触网主要结构参数对弓网接触特性的影响,提出了提高受流质量的建议。     

弓网垂向振动半主动和主动控制仿真

为了改善高速列车受电弓垂向动力学性能,建立了受电弓非线性垂向动力学模型、弹性悬挂接触网垂向有限元动力学模型和车辆动力学模型。考虑弓网耦合振动和轨道激扰,采用受电弓框架顶点或弓头的垂向位移和速度反馈,将半主动控制减振器或主动控制作动器安装在受电弓基座和框架之间。应用数值仿真方法,研究了受电弓接触网垂向耦合振动的半主动和主动控制,并对其控制性能进行了比较。比较结果表明:与无控制时相比,在车速为250 km.h-1时,弓网接触压力方差最小减小值为26.84%,在车速为300 km.h-1时,最小减小值为20.88%,因此,采用半主动和主动控制能明显减小弓网振动和接触压力的低频波动,改善了受流质量,且半主动控制系统结构简单,易于实现,在不动作时不会改变受电弓本身的动力学性能。     

城市轨道交通弓网系统仿真模型适应性研究

针对城市轨道交通弓网系统,为研究各种受电弓、接触网仿真模型的适用性,建立了受电弓的归算质量模型、多刚体模型和刚性接触网的等效梁结构模型、变刚度弹簧模型.组合不同的受电弓与接触网模型,通过弓网耦合系统动力学仿真,得到弓网系统的动力学性能.研究结果表明:在低速运行条件下,不同受电弓模型匹配同一接触网时受流性能差别不大,不同模型间接触力标准差变动范围不超过10 N;随着速度的提升,不同模型的受流性能差异渐趋明显,各模型接触力标准差变化超过80 N;当与跨距通过频率及其倍频相匹配的弓网系统固有频率、振型不同时,各受电弓模型受流性能发生变化,速度拐点出现;仿真结果和试验数据对比分析进一步表明,由于考虑了上框架的弹性贡献,受电弓三质量模型有更好的适应性.     

双弓作用下弓网动力学性能

建立了接触网有限元模型和双弓集中质量模型,通过接触单元将二者耦合得到弓网系统模型.推导了系统的动力学平衡方程,用直接积分法计算弓网系统的动力学性能参数.结果表明:双弓运行时,后弓对前弓受流的影响较小,前弓对后弓的影响较大;双弓间距对前弓抬升位移和接触力影响较小,对后弓的影响较大.当双弓间距为90或150 m时,对后弓受流最不利;当双弓间距为200或210 m时,后弓受流较好.     

高速弓网耦合系统动态仿真研究

采用欧拉-伯努利梁结构的接触网和受电弓的二质量块模型建立了弓网垂直耦合动力学模型,通过拉格朗日方程推导出弓网系统运动微分方程组,并利用Newmark法编写数值仿真程序,在给定的条件下,讨论不同速度下弓网耦合系统的动态性能。采用MATLAB对高速受电弓与接触网的相互作用进行仿真并对结果进行分析,为研究不同速度下受电弓与接触网参数的优化奠定基础。     

张力对接触网系统风振响应影响的风洞试验研究

接触线和承力索的张力对接触网系统的风振响应有重要的影响,为此进行了气弹模型风洞试验. 以实际铁路工程为背景,根据接触网系统的设计要求,按照气动弹性相似理论制作了接触网系统的5柱4跨模型,并根据接触线、承力索张力的4种组合情况进行了气动弹性模型风洞试验,得到了支柱、腕臂结构及接触线上的加速度和位移响应,研究了在紊流场下结构的风振响应特征. 试验结果表明,接触线与承力索张力越大,接触线自振频率越大,且其风偏越小;腕臂及支柱结构受张力影响较小;接触网系统为风敏感结构,提高接触线、承力索张力可有效控制风偏.      

滞后非线性受电弓在多频激励下的共振与分叉问题

当电力机车在常速下运行时,受电弓与接触网之间可以保持可靠的接触,因而能够保证弓一网间良好的动态受流。然而,随着高速电力机车运行速度的提高,将使受电弓的振动加剧,出现频繁的离线现象,恶化受电弓的受流质量,使机车速度受到限制。为改善电力机车受电弓的动力特性,降低振动,减少弓网间离线率,弓头悬挂采用具有滞后非线性特性的钢丝绳减振器,在实际应用中取得了良好的减振效果。本文探讨了滞后非线性悬挂受电弓的共振条     

城际铁路弓网受流设计应用

城际铁路是区域发展重大的、划时代的标志,随着城际电气化铁路的发展,为了运行的安全、可靠,受流质量是城际电气化铁路接触网需要解决的关键问题。本文结合城际铁路联调联试中动态检测结果情况,以城际铁路成灌线（成都至都江堰）为例,对影响接触网受流质量的波动传播速度、接触力、接触导线的动态高差及动态抬升量、接触网悬挂的弹性等因素进行分析,阐述提高受流质量的接触网设计原则和采用的设计参数,包括接触导线张力、接触网悬挂方式等。     

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.      

摆式列车受电弓垂向振动主动控制

建立了摆式列车机电耦合动力学模型、受电弓线性和非线性动力学模型及接触网有限元模型和静态接触刚度模型,组成摆式列车-受电弓-接触网耦合动力学模型,分别设计了P和H∞鲁棒控制器,应用数值仿真方法,研究了摆式列车直线和曲线通过时两种控制器对摆式列车受电弓垂向主动控制的效果。结果表明受电弓若无垂向控制,其弓网接触压力波动较大;P和H∞鲁棒控制均能减小弓网接触压力的波动;控制延时对P控制比对H∞鲁棒控制的影响大;是否考虑接触网的振动对接触压力影响较大,对控制效果影响不大。这说明摆式列车受电弓垂向主动控制能明显改善弓网接触压力波动;H∞鲁棒控制比P控制效果更好;接触网的静态接触刚度模型可用于受电弓主动控制的定性分析。     

京津城际高速铁路弓网动态系统有限元仿真

基于非线性有限元理论, 建立了京津城际高速铁路弓网动态系统的有限元模型, 采用欧拉-伯努利直梁模拟接触网各部件, 采用铰链和非线性弹簧相互耦合模拟受电弓, 借助MARC软件, 对京津城际高速铁路弓网受流情况进行了动态仿真, 并利用MARC的后处理功能显示弓网运动过程中的三维动态情况。计算得到了京津城际弓网动态系统的平均接触压力为160.68N, 接触点动态抬升量变化范围为28.5~87.0mm。与西门子公司提供的仿真结果及京津城际现场的测试结果比较表明: 有限元模型是正确和有效的, 京津城际弓网动态系统具有良好的动态受流质量。     

不同结构类型接触网动态特性

对弹性链型悬挂接触网以及对应的简单链型悬挂接触网分别建立有限元模型, 计算得出它们的固有频率及相应的振型, 分析了两种不同结构接触网的刚度特性。在此基础上, 建立接触网的振动方程, 并与受电弓的线性化模型一起, 建立受电弓/接触网系统垂向耦合动力学模型。最后, 通过动力学仿真计算, 对两种不同结构接触网对受电弓受流性能的影响进行了技术分析, 并得到结论: 简单链型悬挂接触网通过合理弛度设置, 能适应中国提速铁路运行的需要, 但2 5 0 km/h以上的高速铁路需采用弹性链型悬挂接触网     

滨州高铁年底实现全线通车

正日前济南东动车所首条接触网承力索开始架设,标志着济南动车所接触网挂网作业全面展开,为确保动车所全面通电和竣工奠定了坚实的基础。据悉,济青高铁的轨道铺设已经完成,目前进入电气化施工阶段,计划年底实现全线通车。据悉,接触网是对高铁线上带电导线的统称,高铁列车就是靠顶部的受电弓和接触网接触后获得电力才能飞速运行。接触网承力索是悬挂接触网的装置,要想线路通电,必须先架设承力索。近日,济南东动车所首     

基于双弓受流动力学的弓网接触电弧分布

针对双弓受流情况下发生的电弧问题,基于经典电接触理论分析了弓网接触面微观结构与弓网接触电弧的产生机理,提出了接触电弧发生率算法;考虑双弓受流条件下接触网波动传播规律分析了双弓耦合系统动力学模型,建立接触网有限元模型与受电弓多体动力学模型,获取不同后弓静态抬升力下的前后弓接触力;结合接触电弧发生率算法与获取的前后弓接触力,计算多工况下前后弓接触电弧发生率,分析其在对应的接触力下接触电弧分布规律,并提出减小接触电弧发生率的措施。研究结果表明：在前弓上发生的接触电弧发生率远小于后弓上的概率,前弓均值仅为后弓的32%;后弓静态抬升力的变化对前弓接触电弧发生率影响很小,4种工况下前弓接触电弧发生率均在1.5×10^-3~5.0×10^-3内波动,无明显变化规律;后弓接触电弧发生率随后弓静态抬升力的增大显著减小,随着抬升力从55 N升高至85 N,后弓接触电弧发生率平均降低了42%;前弓上接触电弧发生次数随接触力的变化无明显变化规律,后弓静态抬升力越大其分布越均匀;后弓上接触电弧发生次数分布随接触力增大而减少,主要分布于接触力低值区间内;接触力在70~80 N以及大于170 N时可有效抑制前弓接触电弧的发生,接触力大于70 N时可以有效抑制后弓接触电弧的发生。     

电气化铁路接触网用恒张力涡卷弹簧补偿装置研究

随着电气化铁路和城市轨道交通在世界范围内的蓬勃发展，如何保证在供电接触网中，在任何气候条件下，当温度变化线索受热胀冷缩作用而长度发生变化时，架空的电缆承力索（或吊索）、接触线（或线缆）要始终处于高度恒定的张紧状态，以保障供电接触网的正常工作，一直是从事电气化铁路接触网零部件厂商进行技术革新和开发的重要课题。     

电气化铁路接触网用恒张力涡卷弹簧补偿装置研究

随着电气化铁路和城市轨道交通在世界范围内的蓬勃发展，如何保证在供电接触网中，在任何气候条件下，当温度变化线索受热胀冷缩作用而长度发生变化时，架空的电缆承力索（或吊索）、接触线（或线缆）要始终处于高度恒定的张紧状态，以保障供电接触网的正常工作，一直是从事电气化铁路接触网零部件厂商进行技术革新和开发的重要课题。