受电弓的风洞试验

受电弓安装在车顶,是列车主要的气动噪声源之一,提高受电弓抬升力的稳定性和降低其气动噪声是高速铁路空气力学的一个重要课题。概述了受电弓风洞试验的发展历史,同时,介绍受电弓大型低噪声风洞的升力特性及气动噪声评价方法的最新研发状况。     

一种新型高速受电弓的气动性能研究及验证

以国内受电弓制造商研制的新型高速受电弓为研究对象,通过风洞试验对新型高速受电弓的空气动力学性能从气动抬升力和气动总阻力两个方面进行研究,同时结合两种试验数据对该新型高速受电弓的气动抬升力性能进行分析,通过数据拟合得出气动抬升力与风速的关系式,最后通过线路运行试验进行了验证。     

构件表面粘贴多孔材料降低空气动力噪声及其在受电弓上的应用

介绍了采用表面粘贴多孔材料的圆柱体试样，通过风洞试验，验证其降低空气动力噪声的效果，并在受电弓上粘贴金属多孔材料，也确认了可以降低空气动力噪声。     

模拟高速列车车顶湍流流场的风洞试验方法

由于风洞试验与列车实际运行时气流流动状态存在差异,在评估诸如受电弓等设备的气动噪声及其气动力时,有时会产生很大误差.本文首先测试了列车实际运行过程中集电装置周围的湍流流场,然后针对试验方法进行了改进,即在风洞试验测试段的上游设置障碍物,以模拟湍流流动.最后,对比评估了有无障碍物时受电弓模型上产生的气动噪声及作用于受电弓模型上的气动力的差异,表明所提出的风洞试验方法能够较好地模拟真实列车.     

准高速受电弓动态性能的研究

本文在系统介绍受电弓－－接触网计算模型的基础上，针对准高速接触网和我国常用受电弓，计算了有关归算质量，运动关系，模态等静态性能，利用受电弓－－接触网动态仿真计算，分析了受电弓，接触风参数对受流质量的影响，提出改善准高速受电弓，接触网系统受流的措施。     

高速弓网空气动力学研究进展

随着高速列车运行速度的不断提升,空气动力使得弓网的垂向振动、纵向冲击、横向摆动和弓网耦合振动越发明显,弓网的离线更加频繁,受流质量严重恶化。本文在总结归纳国内外已有研究成果的基础上,阐述了数值仿真计算、风洞试验和线路试验的弓网空气动力学研究方法;分析了受电弓的气动特性和减阻降噪措施以及接触网风场模拟、风振响应、接触线气动特性研究的最新进展。针对现有弓网空气动力学研究的不足,指出弓网空气动力学研究目前存在的问题,展望了弓网空气动力学未来发展趋势。     

降低受电弓噪声

为降低新干线的噪声,必须降低对总噪声贡献极大的受电弓噪声.开发了2种低噪声受电弓,这些受电弓的降噪性能已通过风洞试验得到了证实.通过增强受电弓隔声板声音衰减效果和1列车只用1台受电弓,可进一步降低噪声.     

高速列车受电弓减阻的风洞试验研究

我国对列车气动阻力的研究主要考虑列车的头型、断面形状和底部外形等方面,在受电弓减阻方面也主要是考虑受电弓的结构外形,然而对于受电弓残阻的风洞试验研究比较少.为了获得某高速列车的空气动力特性,并考察受电弓各种减阻措施的效果,在中国空气动力研究与发展中心低速空气动力研究所的8 m×6 m风洞中进行了列车模型的风洞试验,在风洞试验中通过在受电弓前部安装各种导流罩和风挡来测试其对受电弓阻力的影响.试验结果表明:受电弓的存在会对列车的气动阻力有约3.2%的增加;在头车尾部安装反向导流罩能有效的降低受电弓的气动阻力;在受电弓前郝安装风挡,这种风挡在侧偏角为0°时对受电弓的减阻有一定效果.     

摆式列车受电弓基座导轨设计及运动分析

摆式列车技术的运用使铁路小半径曲线密集型线路的运行速度得到有效提高，世界各国铁路部门积极发展和推广应用摆式列车，以进一步提高运营效益，本文根据对摆式列车受电弓技术的要求和车体摆式机构运动形式，运用半解析半数值方法确定了受电弓活动其座导轨形状和几何尺寸，同时又分析了受电弓活动基座运动控制作动器的位形和运动状态，数据结果可作为受电弓活动基座动力学控制依据。     

基于受电弓弹性体模型的弓网动力学分析

针对简单链型悬挂接触网及电力机车DSA250型受电弓,基于有限单元法,建立接触网模型和考虑弹性变形的受电弓模型;对弓网的动力学性能进行分析,并与采用质量块受电弓模型的计算数据进行对比.结果表明:当DSA250型受电弓通过该型接触网时,其在未出现离线情况下的最高速度为230 km/h;受电弓前、后滑板表现出不同的受流特性,前滑板相对后滑板有较好的受流;考虑弓头与接触线的相互作用频率高于20 Hz时,40～100 Hz的高频分量在接触力和加速度频谱中占有较大的比重,弓头的变形模态将对弓网的动力学特性起至关重要的作用,如果采用质量块受电弓模型进行计算,将造成该模态的缺失,从而导致计算结果有较大的偏差.     

基于ADAMS的列车弓网动力学性能研究

弓网系统动力学性能决定受流的质量。针对CED160D型受电弓和简单链型接触网,利用ADAMS软件,建立弓网系统动力学模型,将列车运行状态作为激励加载到模型中,计算弓网接触力、接触导线抬升量、受电弓振幅和离线率等关键受流性能参数,为研究接触网和受电弓的相互作用,评估受流质量提供了一种简单实用的方法。     

降低受电弓空气动力噪声的新方法

受电弓产生的空气动力噪声是高速列车主要噪声源之一,本文提出通过平滑弓头及其支撑座和在受电弓表面覆盖多孔材料来降低噪声的新方法.为评价这些技术总的降噪效果,将其应用在受电弓样机上,并对样机进行了风洞试验.试验结果表明,受电弓样机比现用低噪声受电弓的噪声级降低约4dB.     

V500高速受电弓模型的适用性研究

为了分析不同受电弓模型的适用性,针对国内自主研发的V500高速受电弓样机进行动态参数识别,获取受电弓2质量块和3质量块模型的动力学参数,建立受电弓多刚体模型、刚柔耦合模型、2质量块模型和3质量块模型,并对各模型进行频响分析。结合武广线接触网,建立弓网耦合动力学模型,通过动力学仿真计算分析各受电弓模型的适用性。结果表明:在仿真计算中,受电弓2质量块模型可以替代多刚体模型,3质量块模型可以替代上框架为柔性体的刚柔耦合模型;在低于250 km/h时,2质量块模型有较好的适用性,当速度高于250 km/h时,采用3质量块模型比较合理。     

空气动力作用对高速受电弓受流特性影响研究

从空气动力学角度出发,分析高速弓网受流稳定性。利用三维建模软件UG,建立了高速受电弓的几何模型,将受电弓的几何模型导入流体力学计算软件STAR-CCM＋,采用紊流模型对受电弓在开放空间的空气动力学性能进行了仿真,研究了高速350km/h下风阻对弓网之间抬升力、受电弓弓头和杆件的影响情况,为进一步研究高速受电弓参数和受流性能提供了仿真手段和理论研究基础。     

高速列车受电弓气动噪声研究

随着我国铁路交通事业的蓬勃发展,高速列车已被广泛的应用于铁路营运中,其高速、舒适、快捷的特点已深受广大乘客的好评,但同时,高速列车的噪声问题也倍受人们关注。气动噪声是高速列车的主要噪声之一,列车高速行驶时,受电弓产生的气动噪声尤为突出。对受电弓气动噪声的产生机理及降噪措施进行了介绍,并以国外受电弓气动噪声的研究经验为基础,对我国CRH3型车的两种受电弓结构进行了缩比模型风洞试验,对比分析了受电弓升降弓几个状态下的气动噪声特性。     

基于虚拟样机技术的高速弓网系统研究

虚拟样机技术的核心是参数化、可视化设计和综合性能分析。本文结合我国250km/h高速受电弓设计,应用虚拟样机技术,对铁路接触网-受电弓系统进行系统研究。在进行受电弓可视化三维实体设计的基础上,应用多体系统动力学软件SIMPACK和有限元计算软件ANSYS,进行了受电弓的几何分析及受电弓零部件的强度和刚度校核,计算了接触网振动模态和自振频率;运用结构子结构方法,建立了受电弓-接触网耦合系统模型,计算了不同模拟运行速度下的弓网振动和接触压力响应,以及机车运行振动对受流的影响;最后为了考核接触网的疲劳可靠性,进行了在运行条件下的接触网动应力研究。     

高速铁路受电弓—接触网系统动态性能仿真研究

在简要介绍法国、德国及日本高速铁路受电弓和接触网结构的基础上，建立了各类接触网和受电弓系统的动力学分析模型，开发了其数值模拟软件，并应用此软件分析了简单链形悬挂、弹性链形悬挂以及双链形悬挂的振动特性。此外，还应用此软件对比弓牵引间距的确定以及弓网结构参数优化方面进行了研究，并取得了理想的结果。     

地铁受电弓等效模型的半虚拟参数识别

为探究受电弓与刚性接触网系统磨耗过大、结构使用寿命短等可靠性问题,在半虚拟条件下建立适合地铁直流受电弓的动力学模型。在初步受电弓模态分析基础上,优化参数识别方法得到归算质量模型动态参数及其内部摩擦力,由数值计算结果获得各部分气动抬升力系数,建立较为完善的受电弓模型,并结合试验结果进行比较。结果表明,半虚拟的建模方法可以快速准确地建立具有限位、气动力等参数的受电弓模型,所得模型可反映受电弓在13 Hz以下的动态响应情况;模型具有弓头质量归算系数小于1,弓头刚度大且上框架刚度小的特点;在刚性接触网条件下,弓网系统主导频率接近受电弓1阶固有频率,可能会造成弓网刮蹭和共振,影响弓网系统的可靠性。     

高速受电弓导流板选型研究及倾角调节分析

文章通过研究分析不同结构和安装位置的导流板对调节高速受电弓与接触网间动态接触力的影响,探讨高速受电弓在不同运行条件下导流板的选型策略。在基于风洞试验和实车线路试验结果上,对实际运用较广的弧形导流板进行Fluent仿真研究,分析其在受电弓开口、闭口运行条件下不同的气动力作用机理,总结弧形导流板在受电弓高速运行条件下气动力关于安装倾角的特性曲线,为导流板优化安装调节方案,提供理论指导与运用参考。     

气动力作用对弓网受流影响的研究分析

阐述弓网受流与气动力学的关系,在分析受电弓气动力模型的基础上,结合实际线路运行试验和风洞试验数据研究气动力作用对弓网受流的影响。结果表明列车高速运行时,受电弓结构特性和运行方向对气动力有影响,调整受电弓气动力特性能有效改善弓网受流性能。