高速铁路接触网刚性吊弦疲劳试验台研究

吊弦疲劳试验分析对高速铁路接触网性能研究具有重要意义。本文在参考柔性吊弦疲劳试验标准的基础上，提出一款针对刚性吊弦的疲劳试验台设计方案，该试验台采用压缩载荷与力载荷单独加载方式，可施加稳定且连续可调的力载荷，同时加载频率在中、高频率。通过试验台对刚性吊弦进行试验，为刚性吊弦的疲劳损伤机理研究、加速老化试验方法形成提供数据支持。     

基于损伤等效理论的AC 25kV腕臂型支持装置疲劳程序谱编制

刚性接触网具有结构简单、载流量大、净空要求低等优点,已广泛应用于城市轨道交通中。疲劳程序谱是疲劳试验中加载于被测试结构上的载荷,随着刚性接触网零部件疲劳试验的推进,迫切需要制定针对刚性接触网零部件的疲劳程序谱。以AC 25 kV刚性接触网腕臂型支持装置为研究对象,基于疲劳损伤理论、雨流计数法及古德曼等寿命公式,通过损伤等效的方式将变幅应力循环等效为恒幅应力循环,给出以原始载荷谱中零均值应力最大幅值循环作为原始载荷谱的等效载荷谱的损伤等效方案,通过实际案例对载荷谱损伤等效方案进行有效性验证,基于载荷谱等效方案,得到AC 25 kV刚性接触网腕臂型支持装置疲劳程序谱。     

一种接触网零部件寿命预测方法探讨

从材料、生产工艺、使用工况等角度分析整体吊弦使用寿命的基本影响因素。通过对未使用的新高铁整体吊弦进行振动疲劳试验,得到试验次数数据,预测其寿命;同时对使用中的旧整体吊弦进行振动疲劳试验,引入偏差修正系数K,计算剩余试验次数,预测其剩余寿命。该方法可为其他接触网零部件如悬吊零件、定位装置中的定位器等的寿命预测提供理论依据。     

基于运行工况的接触网零部件疲劳寿命分析

接触网零部件疲劳破坏是接触网常见的故障形式,为减少该类故障的发生,提高维修效率,需预测接触网零部件的疲劳寿命.本文设计了基于运行工况的接触网零部件疲劳寿命分析流程,其中分析工具包括弓网动态仿真平台、支持与定位结构仿真平台和零部件疲劳寿命仿真平台;以京沪高铁某段接触网为分析对象,分析该段接触网零部件的载荷分配,计算支持与...     

基于有限元法的高速铁路接触网吊弦动态特性研究

以简单链型接触网为研究对象,利用有限元软件Ansys WorkBench对弓-网系统进行瞬态动力学分析,得到受电弓通过接触网一跨范围内的所有吊弦动态特性。结合吊弦的振动形变、压缩形变、弯曲特性及形变方向矢量结果对吊弦服役过程中典型故障进行逐一分析。结果表明,跨中位置的吊弦对垂向抬升更为敏感,其压缩幅值、反复弯曲频率及曲率均最大,伴随着表面超细晶导致的内外形变不协调情况,导致出现疲劳断裂、扭结、松弛和零部件松动等现象;跨端位置的吊弦对于水平方向摆动更为敏感,易与钳压管发生摩擦引发微动弯曲疲劳断裂从而加速裂纹萌生及断口扩展;吊弦形变速度矢量呈螺旋上升状态,并同时存在左旋与右旋情况,这是导致吊弦鼓包与开股的重要原因。     

高速受电弓作用下接触网整体吊弦动态力研究

以我国高速铁路目前普遍采用的弹性链型悬挂接触网为研究对象,以现场测试得到的整体吊弦动态抬升量作为有限元仿真的初始载荷,运用ANSYS有限元分析软件建立接触网的有限元模型,模拟承力索、接触线和整体吊弦的安装施工过程。在此基础上,进行接触网的静态找形分析和和瞬态动力学分析,研究受电弓作用下整体吊弦的拉伸、压缩情况及动态力变化情况。结果表明:受电弓经过时,整体吊弦的动态力波动较大,约为其静态力的6倍;同一跨内,1~#和5~#整体吊弦的吊弦力波动最大,受压幅值最大,3~#整体吊弦的受压次数最多。     

基于EfficientDet与Vision Transformer的接触网吊弦故障检测

针对传统检测方法在铁路接触网吊弦故障状态检测中存在识别率低,识别速度慢的问题,提出一种基于轻量型网络EfficientDet与Vision Transformer网络相结合的接触网吊弦状态检测算法。该算法包括目标定位和分类检测2个部分,利用改进EfficientDet进行吊弦定位,将定位出的吊弦送入改进Vision Transformer网络进行故障类别检测。首先,使用空洞卷积替代EfficientDet网络中第2层和第3层的普通卷积,以扩大感受野,并用CBAM代替原网络中的SE注意力机制,汇聚吊弦的高层语义信息,使得改进后的EfficientDet能有效定位出接触网中尺寸占比较小的吊弦;其次,为减少参数量并保留较大范围的特征相关性,应用4个3×3的小卷积替代Vision Transformer中Embedding的16×16的卷积层,以深度提取浅层与深层特征之间的联系,同时对比当Num-head取值不同时,分析注意力机制对空间信息的影响,以确定吊弦故障分类检测的最优模型;最后分别与定位网络YOLOv3,Faster R-CNN和分类网络AlexNet,VGG16进行对比分析,吊弦定位...     

基于微动理论的整体吊弦损伤机理及优化研究

基于高速铁路接触网整体吊弦的材料和服役工况,结合有限元分析以及试验分析,对整体吊弦的损伤机理进行分析。结果表明:整体吊弦钳压管的结构及压接方式存在不合理处,吊弦的断丝、断股是由于微动磨损和疲劳断裂共同造成的,其中微动磨损在吊弦的断裂中具有重要影响。经多方面考量,提出新型整体吊弦的优化方案,包括改进压接结构,增进吊弦线耐疲劳性,以及改进心形环的结构,避免与接触线吊弦线夹之间摩擦伤线,从源头上提升设计、施工、制造和运维质量,降低零部件失效概率,提高耐久性和可靠性。     

隆昌工务器材厂获得了铁道部质检中心颁布的“电气化铁道接触网零部件工业产品制造特许证”

隆昌工务器材厂通过近几年艰苦卓绝、锲而不舍的努力，2004年12月31日终于获得了铁道部质检中心颁布的“电气化铁道接触网零部件工业产品制造特许证”，发证目录35种，即：接触线吊弦线夹、承力索吊弦线夹、整体吊弦、横承力索线夹、双横承力索线夹、杵座鞍子、钩头鞍子、悬吊滑轮、定位环线夹、定位线夹、支持器、长支持器、定位器(钢管)、限位定位器、特型定位器、软定位器、     

柔性接触网吊弦长度精确计算

为了减小吊弦预配长度的计算误差,提高接触网施工质量,改善弓网受流质量,基于有限元方法,分别建立接触线、(辅助)承力索的数学模型,利用吊弦对接触线、(辅助)承力索作用力及吊弦质量之间关系,采用迭代算法对柔性接触网吊弦长度进行精确计算。在此基础上,建立接触网系统的有限元模型并加以计算,得出吊弦点处接触线位移与理论值相差最大值为1.26 mm,有效地解决了吊弦预配长度的精确计算。     

接触网整体吊弦受力测量装置研究

电气化铁路接触网整体吊弦的受力无法在现场直接测量,针对这一情况,根据整体吊弦实际服役特点,分析既有测量方法的适用性,建立新的测量方法,设计一种适用于现场的接触网整体吊弦受力测量装置。该测量装置可以直接安装在接触网上,并且不破坏接触网悬吊性能,有效解决了整体吊弦受力无法直接测量的难题,为深入研究整体吊弦的服役寿命提供支持。     

高速铁路接触网关键零部件力学特性分析

采用三维建模软件和Ansys软件建立了接触网棘轮、腕臂和吊弦的三维实体模型及有限元模型,通过有限元计算完成了棘轮及腕臂的静力分析,得到棘轮的最大应力点以及腕臂在不同工况下的最大应力点;通过进行吊弦的疲劳实验获取了吊弦寿命的S-N曲线。研究结果为高速铁路接触网关键零部件的优化设计和故障检测提供了依据。     

连续复合曲线段接触网精确测量计算研究和应用谢宝志

铁路线路部分曲线区段条件复杂,连续复合曲线给接触悬挂承力索安装带来较大难度,同时接触网关节及电分相区段的接触网参数调整存在导高非自然抬升和两支接触悬挂间距问题,给吊弦测量及计算带来更大难度。本文通过分析轨面与接触悬挂的模型,计算得出相应的数学关系,并针对接触悬挂安装、吊弦数据采集、吊弦数据处理、吊弦计算等全过程,研究了有砟常动轨铁路接触网吊弦数据处理及计算施工技术,该施工技术可有效满足稳定的弓网关系对定位装置参数的要求。     

基于卷积块注意力模块和双向特征金字塔网络的接触网支持装置检测方法研究

接触网支持装置是接触网悬挂状态检测监测图像分析的关键对象，对支持装置零部件的检测定位是实现缺陷自动分析的基础。针对接触网支持装置零部件种类多、尺寸差异大、存在遮挡、部分零部件相似度高等问题，提出一种融合卷积块注意力模块（convolutional block attention module,CBAM）和双向特征金字塔网络（bidirectional feature pyramid network,BiFPN）的接触网支持装置检测方法。在YOLO v5s网络模型基础上，该方法通过CBAM增强接触网支持装置的特征提取，结合BiFPN，实现不同零部件分辨率特征图的融合。利用4C装置获得的图像数据集，开展验证试验。试验结果表明，相对YOLO v5s网络模型，融合CBAM和BiFPN的接触网支持装置检测方法，网络平均精度mAP@0.5提高2.12%；能显著提升小目标检测效果，提高定位的准确性和稳定性，对接触网状态的智能分析有重要意义。     

电气化铁路接触网零部件失效分析方法探讨

随着电气化铁路的快速发展，接触网零部件服役失效问题频现。本文以实际服役现场接触网整体吊弦典型失效问题为例，从现场调研与实测、失效形貌与性能测试、实际受力工况仿真、试验再现、改进措施建议等5个方面分析了接触网零部件的失效分析方法和对策，为接触网零部件失效分析提供解决方案，保障电气化铁路的运营安全。     

基于3D仿真数据的接触网吊弦螺栓缺失检测优化方法

针对接触网悬挂系统吊弦螺栓缺失检测问题,提出一种基于3D仿真数据的接触网吊弦螺栓缺失检测优化方法,利用3D仿真数据与深度学习对吊弦螺栓定位与识别.该方法设计了一个全新的用于吊弦螺栓定位的神经网络模型,在准确定位的基础上添加一条分类分支,用于吊弦螺栓分类,以达到检测吊弦螺栓是否脱落的目的.通过对比使用3D仿真数据模型采集...     

强侧风下接触网响应特性及弓网运行安全分析

采用非线性有限元分析软件建立接触悬挂模型,模拟强侧风工况,进行接触网风致响应特性及弓网运行安全问题分析。对简单链形悬挂、弹性链形悬挂进行风致位移对比分析,结果表明在接触网抗风性能方面简单链形悬挂较好;对4种典型接触悬挂组合的承力索与接触线风致水平位移进行同步性分析,得出接触悬挂最佳匹配张力;对不同跨距参数的接触悬挂进行风致位移对比分析,对照强侧风条件下的弓网运行安全评价指标,得出缩小跨距至45m以下确保安全、悬挂组合JTMH95+CTS150抗风性能较好等结论;对接触悬挂和支持结构进行风致应力响应分析,得出接触网防风薄弱点为接触线和承力索、吊弦、套管双耳、承力索座、定位器支座及定位线夹等零部件。     

接触网吊弦自动化生产线研究

吊弦是铁路接触网设备重要零部件,其主要作用是控制接触线高度,保证弓网关系安全和良好的受流质量,是控制接触线与机车受电弓接触稳定性关键结构。其多采用人工预配方式,无法对吊弦预配参数做到标准化,预配精度无法得到有效保障。本文结合铁路接触网施工现状,介绍一种接触网吊弦自动化生产线,通过伺服电机、光线传感器、PLC控制器等机构研制及优化,实现对接触网吊弦自动化预制,可量化预制参数,精准控制吊弦预配质量,显著提高吊弦预制工效,达到自动化、智能化预配管理目标,彻底替代传统人工吊弦预配模式,助力铁路智能化建设,具有重大意义。     

铁路机车车辆用车轴疲劳强度的研究

机车辆用车轴实物疲劳强度的研究分三个阶段进行。本文介绍的是一阶段的研究成果，在调查了小型试样变载荷疲劳试验结果和新干线电动车车轴实际工作应力的基础上了固定载荷幅值的大型疲劳试验机，并设计了变载荷加载装置，文中列出了该装置的技术规范。     

高速铁路接触网关键零件的疲劳载荷谱编制

确定接触网系统的关键零部件,编制其疲劳载荷谱,是高速铁路接触网疲劳可靠分析的基础。本文建立接触网故障树模型,结合接触网零部件的故障率统计数据,确定接触网系统的薄弱环节;建立连续28跨的接触网结构有限元模型,针对列车在单弓、双弓两种运行模式分别进行250km/h、260km/h、270km/h、280km/h、290km/h、300km/h等六种速度的振动响应分析,确定接触网系统的关键零部件。对典型工况下关键零部件的载荷历程进行浓缩和载荷分级,采用雨流计数法对载荷计数。利用Goodman直线对载荷进行均值处理,编制关键零部件的疲劳载荷谱。