接触网三维模型的建立与风偏的非线性求解

本文利用空间梁单元与柔性索单元离散电气化铁路接触网,考虑梁单元变形时的几何非线性,采用动坐标迭代法进行求解,计算平衡状态下的吊弦长度,建立接触网三维力学模型。分别利用流体力学软件和风洞试验计算接触线截面的气动力系数,并将横风载荷施加到此模型中,研究风速、张力等因素对接触线风偏的影响,以及考虑几何非线性在研究接触网较大位移问题时的必要性。研究结果表明:在求解接触网大位移问题时,不考虑梁单元变形产生的几何非线性,会对结果造成一定的误差。本文仿真结果可为接触网防风设计提供有益借鉴,提出的仿真方法可适用于接触网发生较大位移时的精确计算,也为研究更为复杂的接触网三维力学特性提供条件。     

接触网系统在沿海环境下的适应性研究

结合接触网系统在沿海环境下的运行状况,从防雷、防风、防腐、防松4个方面对接触网系统在沿海环境的适应性进行了研究,以提升接触网系统运行的稳定性,为接触网设计、施工及运营维护提供参考.     

接触网绝缘子覆冰闪络电压探讨

接触网覆冰不仅影响接触线的弛度、支柱的容量,在一定程度上还影响着接触网绝缘子的闪络电压.在重冰区,设计人员应当考虑覆冰对绝缘子闪络的影响.本文通过研究形成绝缘子覆冰的条件,并以接触网悬式绝缘子串为例进行了覆冰绝缘子的闪络电压计算,对接触网在重冰区的设计以及运营维护有一定的参考价值.     

接触网鸟害防治措施研究

分析了接触网鸟害的特点,总结了接触网上易发生鸟害的位置,对不同位置接触网鸟害防治措施进行了比较,从设计、施工、运营等多角度出发提出了接触网鸟害综合防治的建议。     

接触网参数对接触网风致响应的影响及风洞试验验证

大风作用会使接触网发生更大更复杂的振动与风偏,为给大风区接触网的防风设计提供科学依据,采用有限元计算与风洞试验相结合的方法进行研究。利用ANSYS软件建立包括支撑结构和悬挂部分的有限元耦合模型;采用谐波合成法(WAWS)模拟针对接触网结构特点的脉动风场;通过计算不同接触网参数组合方案在风荷载下的风致响应位移,定量分析得出悬挂类型、张力组合、跨距对接触网风致响应的影响。接触网气动弹性风洞试验结果表明,接触网参数对风致响应的影响的研究结果正确。研究成果应用于兰新铁路第二双线大风区接触网系统方案设计和技术参数选择,并作为主要理论支撑之一,形成了首个国内外铁路电化行业的风区接触网装备技术条件。     

构建电气化铁路接触网防灾安全技术体系

分析铁路沿线地震、雷电、大风、冰雪及隧道火灾等对接触网运行安全的影响,列举近几年灾害引起接触网故障的典型实例,从提高接触网支柱基础稳定性和耐久性、结构机械强度和稳定性、电气绝缘安全性等方面着手,提出接触网抗震、防雷、防风、融冰及隧道防火等成套防定技术以及进一步完善铁路防灾安全监控系统、研究接触网视频监控系统的建议,在此基础上构建高速铁路和普速铁路接触网防灾安全技术体系,为我国高速铁路或长大干线铁路接触网防灾设计提供参考.     

基于响应面法的高速铁路接触网参数优化研究

当列车运行速度提高,弓网受流质量恶化,甚至造成离线,为了保证列车高速运行时弓网之间良好接触,因此对接触网设计参数进行优化。采用有限元分析法,利用MSC. Marc软件建立了弓网耦合模型,对接触网和受电弓的耦合运动进行仿真计算。首先,分析接触网线索张力、线索线密度单独变化时对接触力的影响。其次,考虑到多参数共同变化对接触力的影响,引入响应面法,研究两个参数一起变化对弓网受流质量的影响。最后,基于线索张力、接触线线密度一起影响时,对速度500 km/h时接触网设计参数提出优化方案。研究结果表明:增大接触线张力,减小承力索张力和接触线的线密度能够有效地改善弓网受流质量。     

接触网定位器坡度计算及定位安全措施

研究目的:接触网定位器坡度是弓网关系的重要参数,定位器坡度不仅要满足受电弓动态包络限界的安全要求,还要满足其自身受力和抬升的基本要求,同时定位器坡度的计算应是接触网腕臂安装设计的核心,因此,探索并总结定位器坡度计算的原则、方法及采取的有关安全措施十分必要。研究结论:线路设计的参数和接触线额定张力、拉出值、跨距及定位器结构参数决定着定位器初始状态的坡度,合理确定接触线额定张力、拉出值及跨距等设计参数是定位器坡度安全可靠的前提。接触网腕臂安装设计应围绕着定位器计算坡度进行,否则将影响预配计算的精度甚至导致部分预配安装需要现场重新调整。采用定位管支撑及定位器防风拉线等措施,能够更好满足接触网几何结构在运行风荷载等作用下不偏离允许范围并保障受电弓运行安全,使得定位更为安全可靠。     

200 km·h-1山区客货共线电气化铁路弓网受流的设计应用分析

受流质量是高速电气化铁路接触网需要解决的关键问题。以客货共线电气化铁路遂渝线为例,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进行分析,阐述提高受流质量的遂渝线接触网设计原则和采用的设计参数,包括接触导线张力、不同区段的接触网悬挂方式及其新型接触网零部件、合理的跨距和结构高度等。综合试验表明:弓网接触力数值分布在现行规定的40~200 N之间,接触线一跨内的动态高差最大值为95 mm,硬点和冲击的数值分布在20g~50g范围内,遂渝线接触网的弓网受流性能满足列车速度220 km.h-1以下的安全运行要求。     

单轨刚性接触网不均匀磨耗分析及对策

从接触网的角度,对单轨接触网在运行过程中受电弓滑板及接触线出现不均匀磨耗的原因进行分析,并提出相应对策,包括刚性接触网布置方法对磨耗的影响及改进、接触网安装精度对受电弓的影响.在车辆受电弓性能一定的情况下,通过对接触网的改进,减少不均匀磨耗的出现,改善弓网关系,延长受电弓滑板和接触线的使用寿命.