高速受电弓的力学模型及运动微分方程

在比较目前受电弓的计算机仿真所采用的众多力学模型之后,针对高速受电弓的力学特点,以DSA系列高速受电弓为例,提出了一种较为合理和全面的力学模型,充分考虑了高速受电弓的各种运动：受电弓的滑板、支架被作为平面运动考虑,同时考虑了两块滑板条的俯仰运动这种力学模型比传统的力学模型更能全面地反映高速受电弓的运动特性。在建立此力学模型的基础上,推导了受电弓的运动微分方程,并用实验证明了这种模型的正确性。这为高速弓网的计算机仿真研究打下良好的基础。     

新的受电弓接触力测量方法

开发了1种新的测量接触导线和受电弓之间接触力的方法，该方法从受电弓的力学输入输出关系人手，通过受电弓的振动应答求出接触力。图1所示为新旧测量方法的对比。     

空气动力对弓网接触压力影响的研究

通过对高速运行的受电弓系统进行动态力学分析,建立了动力学模型,应用计算机软件对不同运行速度下的空气抬升力进行了仿真及对比分析,探讨了提高受电弓空气动力性能可采取的措施。     

受电弓/接触网垂向耦合运动中接触网动应力研究

建立了简单链形悬挂接触网的有限元模型和受电弓／接触网垂向耦合振动模型，计算得到其振动模态，推导了用振型叠加法计算接触网瞬态响应和动应力的方法，计算了受电弓／接触网接触压力作用下，接触网的振动响应，得到了接触网动应力随着受电弓在接触网锚段运行时间的变化情况，并与静态时进行了比较。     

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。     

高速弓网振动系统计算机仿真

本文对我国目前使用比较广泛的简单链表悬挂接触网-受电弓系统进行了分析与探讨，建立以连续质点表示的接触悬挂系统的物理模型及相应的数学模型，应用计算机进行仿真计算，获得了该模型不同接触网参数及受电弓振动位移、接触压力变化情况，在此基础上求出评价受流质量的几种参数，并对仿真结果进行分析。     

电力机车受电弓滑板选型探讨

研究比较了我国目前铁路采用的3种不同材质受电弓滑板的优劣性和选型倾向，结合受电弓滑板的发展趋势和新型滑板的技术特征，提出了协调弓网关系的思路和受电弓滑板选型的参考性对策及建议。     

受电弓参数优化对弓网系统动态受流的影响

在介绍受电弓基本优化方法的基础上,确定了两种受电弓优化方案。利用Matlab仿真软件分析了两种方案下受电弓参数对受电弓-刚性接触网系统动态受流的影响,得到了受电弓的优化参数,并对两种方案进行了比较。     

高速受电弓机构几何参数优化

在建立高速受电弓框架结构的几何关系模型的基础上，根据列车平稳受流对受电弓机构提出的具体要求，以弓头平衡杆的平动为目标，以受电弓机构正常工作所要满足的条件为约束，运用单目标优化技术，以Schunk型受电弓为例对受电弓机构进行了优化，得到了使受电弓性能达到最优的几何参数，并对优化结果进行了深入的分析，从而进一步明确了优化方法在受电弓设计中的作用。     

基于定位装置参数等效的接触网二维力学模型

接触网既是供电的线路,又是受电弓的滑道,其结构为三维柔性索网,当受电弓通过时,支持点和张力补偿点不存在瞬时大位移,其动态行为可以忽略,定位点由于存在非线性铰接,定位点处的动态行为不能被忽略。为等效定位点的动态行为,通过静力学分析,简化三维力学模型,将定位装置的三维非线性铰接等效为二维线性弹簧,并推导弹簧的等效刚度值计算公式,得到接触网二维力学模型。最后通过仿真实例,验证接触网二维力学模型的静态和动态效果与接触网三维模型完全吻合,并确认定位装置等效刚度的计算方法。     

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。     

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。     

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。     

适用于1600 mm和1950 mm受电弓的接触网交叉线岔研究

研究目的:在欧洲的铁路系统中不同宽度的机车受电弓均有使用，其中最为典型的宽度为1 600 mm和1 950 mm两种类型。欧洲部分既有电气化铁路接触网仅适用于宽度为1 600 mm的受电弓，但是为更好地实现欧洲铁路线网互联互通需求，满足由其他线路驶来的配备1 950 mm宽度受电弓的列车顺利通行，对接触网系统中较为复杂的交叉线岔设计展开深入研究，以保证接触网系统同时满足1 600 mm和1 950 mm受电弓安全可靠运行。研究结论:(1)提出了两种同时适用于1 600 mm和1 950 mm两种宽度受电弓的典型接触网交叉线岔定位方案，比较两种方案的优缺点并提供了使用建议；(2)提供了应对大型复杂车站中连续道岔情况下适用于不同宽度受电弓的交叉线岔研究思路和摆图方法；(3)本研究成果对欧洲地区或其他具有多种型号受电弓同时运行需求地区的电气化铁路接触网线岔设计具有一定的参考价值。     

新型高网受电弓结构强度仿真研究

以某新型高网受电弓为对象,根据受电弓平面机构简化模型,对受电弓结构进行了运动分析。探讨了受电弓在升弓过程中的弓头水平位移、弓头转角等参数的特性,建立受电弓结构有限元模型,对受电弓结构强度进行了计算。基于ORE疲劳评价方法,并根据Goodman疲劳曲线对受电弓焊缝疲劳强度进行了评价,为将来受电弓的局部优化提供理论基础。     

不同受电弓对刚性接触网锚段关节的适应性研究

对于采用刚性接触网的城轨交通线路,随着其运营速度不断提高,对弓网动态性能要求越来越高.锚段关节是刚性接触网的关键区段,有必要对不同受电弓在高速通过锚段关节时的弓网动态性能进行研究.本文以北京地铁大兴机场线为例,利用有限元法建立3种型号受电弓与刚性接触网的弓网仿真模型,分析比较3种型号受电弓以160～220 km/h速度...     

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。     

DSA250型受电弓振动特性仿真与测试

以DSA250型受电弓为例,分别进行质量块模型计算、有限元模型仿真和实验测试,求得其固有频率,并把3种方法得出的结果加以比较。     

不同受电弓对刚性接触网锚段关节的适应性研究皋金龙

对于采用刚性接触网的城轨交通线路,随着其运营速度不断提高,对弓网动态性能要求越来越高。锚段关节是刚性接触网的关键区段,有必要对不同受电弓在高速通过锚段关节时的弓网动态性能进行研究。本文以北京地铁大兴机场线为例,利用有限元法建立3种型号受电弓与刚性接触网的弓网仿真模型,分析比较3种型号受电弓以160～220km/h速度通过锚段关节时的弓网动态性能,为研发更高速度等级的受电弓与刚性接触网系统提供技术参考。     

受电弓垂向动力学线性化模型及特性研究

由受电弓的非线性运动微分方程通过泰勒级数展开得到垂向动力学线性化运动微分方程及模型，并得出等效参数的函数表达式。以国产SS7型机车的受电弓为算例，对弓头纵向几何运动，升弓力矩，受电弓等效参数，弓头运动最大加速度等进行了分析。