高速铁路接触网设计参数与受流质量关系的仿真研究

弓网动态受流一直是电气化铁道关键技术之一。为深入研究电气化铁道弓网的动态受流关系,基于MSC.Marc软件建立弓网动态受流仿真模型。针对简单链型悬挂形式,在各种不同工况条件下,进行仿真计算。分析不同运行速度下接触网设计参数对受流质量的影响。     

高速弓网系统动态振动性能的仿真研究

基于MSC-Marc软件建立弓网系统模型,对受电弓-接触网动态振动性能进行仿真研究.建立接触网、受电弓两个系统的有限元模型,模型之间通过接触实现耦合,使弓网作为耦合系统进行低速条件下的动态仿真.将结果与国外仿真、实测及运行结果相比较,验证软件分析的正确性.在此基础上,针对我国京津城际铁路受电弓-接触网系统参数,对高速下的弓网系统动态振动性能进行仿真,分析影响弓网受流的主要参数,得到高速下接触网动态抬升量、弓网接触压力及离线现象,并通过参数的调整保证弓网可靠作用达到良好受流性能.对高速受电弓与接触网的相互作用进行大量的仿真并对结果进行分析,为进一步研究高速下不同受电弓与接触网参数的配合奠定基础.     

坡度和曲线线路对弓网受流性能影响规律研究

在高速列车关键力学问题的研究中,坡度和曲线线路对弓网受流性能的影响不可忽视,为此,采用有限元技术和多体动力学理论,搭建了全空间范围内的车弓网动力学仿真模型,对定坡度、竖曲线和平曲线区段的弓网受流性能进行了研究。研究结果表明:接触线在坡度变化率为零时,线路对弓网动态响应影响并不明显;坡度变化率为正时,线路会使弓网机械磨耗降低,受流稳定性也会降低,但弓网电气损耗增加;而坡度变化率为负时影响正好相反;平曲线和竖曲线半径越小,弓网受流稳定性越差,仿真时不可忽略,且应在平曲线和竖曲线区段的线路设计、施工、区间限速中加以考虑。     

脉动风下高速铁路接触网抖振对弓网受流性能的影响

接触网系统在短周期脉动风的作用下,会发生抖振现象,从而引起弓网受流的恶化。本文考虑作用在接触网上的水平与竖直脉动风和静风载荷,推导作用在接触网系统上的抖振力模型;采用Davenport谱和Panosfsky谱,运用谐波合成法分别模拟水平和竖直方向上的脉动风时程;利用有限元分析软件MSC-MARC建立弓网耦合模型,将抖振力施加到接触网模型中,分析接触网在脉动风下的风振响应,对脉动风作用下的弓网系统进行动态仿真,研究脉动风下接触网抖振对弓网动态受流性能的影响。研究结果表明:脉动风引起的接触网抖振对弓网受流影响很大,在研究接触网风振响应和弓网动态特性时,应综合考虑静风载荷和脉动风载荷的影响;脉动风攻角的变化对弓网受流影响明显,风攻角是研究风载荷下弓网受流性能时不可忽视的因素。     

高速动车受电弓滚动弓头特性研究

讨论了弓网受流原理和受流质量评价体系,通过Simulink仿真手段,对弓网接触压力和受流质量之间的关系进行了研究,提出滚动弓头受电弓设想,并依据接触电阻理论、冲量理论、摩擦磨损理论,分析滚动弓头对弓网性能的提升原理。     

高速受电弓-接触网动态受流性能及双弓距离的研究

高速列车运行的关键技术之一是弓网动态受流问题。当动车双弓运行时,弓网动态受流性能限制了高速列车运行速度。本文采用无限长弦模型,将受电弓看作集中质量模型,对弓网系统动态受流性能进行分析,推导并计算其解析解,对接触网-受电弓的动态相互作用进行研究;通过计算运行速度为200 km/h的俄罗斯高速接触网的弓网参数来验证该方法的正确性;对我国高速铁路受电弓-接触网系统的动态受流性能进行分析,得到接触线的弛度、悬挂刚度和波动分量以及机车车辆振动对受电弓滑板及接触线垂向位移的影响情况;对动车双弓运行工况下双弓的最佳距离进行分析,并研究受电弓归算质量对弓网受流的影响。研究结果为进一步优化受电弓参数提供了参考。     

基于有限元的交流刚性接触网定位点刚度仿真研究

受电弓高速通过刚度较大的定位点时会受到冲击作用,对弓网受流质量和接触线磨耗产生不良影响。本文建立了包含膨胀接头的刚性接触网有限元模型,受电弓采用三质量模型,通过接触对将两者进行耦合,依据标准EN 50318中仿真模型确认流程验证了弓网仿真模型的有效性,并在此基础上分析了全锚段定位点刚度整体变化以及仅锚段关节处定位点刚度变化时的弓网动态受流质量,比选出最优定位点刚度取值方案。     

高速接触网的受流稳定性分析

本文对高速电气化铁道接触网－受电弓系统进行了分析研究，建立了相应的数学模型及物理模型，借用马休方程原理，对高速运时弓网关系及其稳定受流性能进行分析探讨。提出了接触网电弓在不同速度段，其相互制约，相互依赖及相互适应的关系。从而对高速情况下弓网的稳定接触及受流，提供了理论依据。     

基于能量守恒的弓网电弧建模研究

按照弓网电弧能量守恒微分方程,建立简单有效的弓网电弧确定性模型。在对牵引供电系统各组成部分进行参数计算的基础上,建立了牵引供电简化电路模型。将提出的弓网电弧模型以电流控制电压源形式直接接入牵引供电测试系统,对弓网电弧引起的电压波动问题进行仿真分析。仿真结果与实际系统动态特性完全相符,从而验证了模型的正确性。该仿真模型的建立,为理解弓网电弧非线性时变特性,研究弓网电弧导致的电力机车受流质量问题,进行谐波治理与弓网电弧抑制研究提供了研究基础。     

高速接触网—受电弓系统动态受流特性研究

高速电气化铁路正在世界上迅速发展，我国也在规划，筹建准高速及高速铁路，实践证明：弓网关系及动态受流是当代影响列车提高速度的关键技术问题。本文结合我国国情，对高速受流的评价技术指标，高速动态受流特性以及影响高速受流的因素进行了深入系统的分析与研究，建立了相应的动态物理模拟及数学模型，同时利用计算机仿真技术探讨了高速运行时的弓网关系、悬挂方式及其技术参数，得到了有益的分析结论。     

吊弦故障时弓网受流质量评估

基于有限单元法建立弓网系统有限元模型，利用罚函数法实现弓网系统的耦合，采用Newmark积分法求解弓网系统动力学方程，研究单根吊弦断裂和脱落两种情况对弓网受流质量的影响。结果表明：吊弦断裂和脱落对弓网间动态接触力影响基本相同；单根吊弦断裂或脱落对故障吊弦所在跨的动态接触力影响均不显著；相较于其他吊弦故障，2#吊弦断裂或脱落对弓网受流质量影响最大；单个吊弦断裂或脱落时，列车以300km/h速度运行时弓网受流质量仍然符合规范要求。     

城市轨道交通车体垂向振动对弓网受流性能的影响

[目的]既有对接触网系统动力学仿真的研究大多基于受电弓底座仅有纵向自由度的假设,忽略了轮轨激励引起的车体垂向振动对弓网受流性能的影响,需要将车辆-受电弓-接触网(以下简称“车-弓-网”)作为一个整体予以研究。[方法]分别建立了刚性接触网、柔性接触网两种接触网类型下的弓网耦合动力学模型及车-弓-网多体动力学模型。在案例线路上进行了弓网动态受流试验,对所建的刚性接触网车-弓-网多体动力学模型的计算结果进行了可行性验证。基于列车运行速度为80 km/h、90 km/h、100 km/h、110 km/h及120 km/h五种速度工况,选取了其中两种速度工况对刚性接触网受电弓绝缘子底座处的垂向动态响应进行了分析,并在五种速度工况下分别对两种接触网类型下弓网模型、车-弓-网模型的各动态响应参数进行了对比分析。[结果及结论]所建车-弓-网多体动力学模型的模拟计算结果是合理的。车体振动会对弓网受流性能产生一定影响：柔性接触网下车体垂向振动对弓网受流性能影响很小,可不予考虑;刚性接触网下,与未考虑车体垂向振动的弓网模型相比,考虑了车体垂向振动的车-弓-网模型计算得到的弓网接触压力统计最小值、弓头最大抬...     

刚性悬挂接触网结构参数对地铁弓网系统受流特性影响仿真分析

为了对刚性悬挂接触网系统结构参数优化设计提供技术论证，优化地铁刚性接触网设计，研究了刚性悬挂接触网结构参数对地铁弓网系统受流特性的影响。基于有限单元法，建立了接触网有限元等效梁结构模型及简化为弹簧阻尼机构的受电弓归算模型。通过受电弓和接触网动态运行的仿真计算，分析研究了刚性接触网跨距参数、悬挂机构刚度参数及锚段关节处的结构参数对弓网系统受流的影响。仿真研究表明：当列车运行速度小于80 km/h时，建议采用的接触网跨距为10 m;当列车运行速度为120～160 km/h时，建议采用的接触网跨距为8 m;接触网悬挂刚度过小会恶化弓网之间的受流质量；通过减小锚段关节处相邻跨距之间的挠度差，可以有效提高弓网系统在锚段关节处的受流质量。     

弓网接触力检测关键技术

弓网接触力是评估弓网受流质量和接触网动态运行状态、验证仿真模型、优化设计及诊断接触网局部缺陷的关键参数。近年来,随着我国高速铁路运营里程的增加,弓网接触力检测在接触网动态验收和运营安全方面发挥着越来越重要的作用。高速弓网接触力检测技术随着传感器、高低压信号隔离、供电隔离、电磁屏蔽等技术的发展而趋于成熟,已实现在动车组最高试验速度400km/h的受流状态下进行检测。     

集中质量对接触网仿真的影响研究

电气化铁道弓网动态受流一直是牵引供电系统的关键技术之一.建立高精度的接触网仿真模型,深入研究弓网的动态受流关系,是解决受流质量一个主要途径和方法.在接触网系统中,安装的定位器、定位管、线夹等零部件形成的荷载会影响接触悬挂的弹性,进而对弓网受流产生影响.此文在建立接触网仿真模型中,把零部件荷载视为集中质点,来研究接触悬挂模型的等效质量,进而研究集中质量对接触网仿真的影响.通过研究表明,集中质量的等效质量越大,集中质量处的接触压力越小;反之亦然;列车行驶速度越快,集中质量产生的影响越明显.     

弓网动态运行质量诊断与评估系统

0引言电气化铁路接触网工作环境恶劣、工作方式特殊、无备用设备,列车高速运行时,其工作状态更加复杂,高速铁路对弓网动态受流质量提出了更高要求。在高速铁路接触网动态检测过程中,如何能够高效、准确进行弓网动态运行质量的诊断与评估成为亟需解决的重要问题。接触网动态检测数据包括接触网几何参数、弓网动态作用参数、供电参数等,各参数密切关联,共同反映出接触网状态及弓网受流     

广深高速电气化铁路弓网安全的技术探讨

本文介绍了广深高速电气化铁路弓网运行安全的概况，叙述了接触悬挂－－受电弓系统动态特性的重要性，从理论和实践两个方面阐明；列车在高速下要保护离线率、接触线应力和抬升量不超过允许值，控制受电弓的抬升、加强和完善受电弓的整备等措施是高速下弓网运行安全的保障。作者对改善弓网受流质量、减小离线率等方面技术作了初步探讨。     

高速刚性悬挂接触网弓网动态仿真模型优化研究

随着刚性接触网线路上列车的运行速度逐步提高，对弓网动态性能的要求也更高，良好的弓网接触力能保证电力机车持续取流。利用弓网仿真技术可以方便高效获取弓网接触力，因此有必要对弓网仿真模型建模方法进行研究，建立高精度弓网仿真模型，获取精确的弓网接触力。本文基于力学理论与有限元理论建立汇流排、悬挂装置、锚段关节等仿真模型，依托北京地铁大兴机场线开展实测对比验证，为探究更高速度等级的受电弓与刚性接触网系统提供理论支撑。     

弓网系统动态及受流性能测试技术研究及应用

在列车高速运行条件下,保证弓网系统具有良好的受流质量是高速电气化铁路的关键技术之一,即保持受电弓/接触网接触副间有稳定的电能传输。但如何评价其受流性能,即根据什么检测内容、测试方法和评价准则来评估弓网动态及受流性能的优劣,是弓网关系研究需要解决的问题。围绕弓网系统动态相互作用及受流性能的检测,着重介绍接触压力、加速度、导线动态高度及燃弧等关键参数相关检测技术的现状、不足及发展趋势;同时探讨了上述关键参数之外的其他性能参数的测试技术,并对相关的研究动态进行了论述。     

弓网受流标准制定的几个问题探讨

首先介绍了国内外弓网受流标准的现状，随后对国外标准中各组成内容的特点进行了说明，指出在各国弓网受流标准制定上均有各自考虑问题的方法和角度，我国也需要建立符合国情的接触网弓网受流标准．最后提出了我国弓网受流标准制定应遵守的原则，并探讨制定的几个过程．