基于有限元的高速弓网系统动态性能仿真研究

针对简单链形悬挂接触网与DSA380型受电弓的仿真问题,基于MSC-MARC有限元软件,采用京津城际铁路实际参数建立接触网和考虑弹性变形的受电弓模型,对受电弓-接触网动态性能进行仿真分析。在建模过程中采用欧拉-伯努利梁模型来模拟接触线和承力索;考虑弓头和上框架的弹性变形及其侧滚运动、垂向运动等,并通过非线性弹簧进行链接;受电弓和接触网模型之间通过接触实现耦合,将弓网作为一个整体进行研究。仿真结果表明:DSA380型受电弓以350km/h速度通过简单链形悬挂时,其平均接触力为190.35N,接触线的动态抬升量在18.1～73.7mm之间。通过与西门子公司提供的结果及实测结果比较,可以看出本文建立的弓网系统有限元模型是正确和有效的。     

接触网的三维模型力学研究

研究目的:随着高速铁路的发展,接触网装配需要更加精确,这就需要有精细的接触网力学计算,目前接触网力学模型大多基于二维模型,但这种模型显然是不够真实。所以建立接触网的三维模型的具有现实意义,可以实现更加逼真的力学计算。研究结论:本文通过研究接触网的三维模型,建立了系统的静态平衡方程,通过迭代的方法求解非线性方程组,解决不同负载下的静态平衡问题。通过吊弦长度的计算,研究不同情况下的接触网的平衡位置的变化。这种三维模型能适应弓网动态作用的研究,得到较逼真的仿真模型。通过三跨接触网三维模型计算风偏,验证了模型的准确性。     

受电弓与接触网动态仿真模型建立及其确认

利用有限元法建立受电弓与接触网的动态仿真模型。受电弓可等效为三质量-阻尼-刚度系统,考虑吊弦为仅受拉力的非线性单元,接触网可等效为空间杆-梁-索单元组成的系统,弓网滑动接触模型以罚函数法处理,通过直接时间积分得出节点位移与单元受力结果。依据EN50318中有关弓网动态仿真模型的确认方法,结合京津城际和京沪高铁弓网动态测试数据,进行标准模型和现场实测的比较,确认本仿真模型是可信赖的,为弓网系统设计与结构优化提供一种有力手段和研究工具。     

预弛度接触网三维静态形状计算

考虑预弛度接触线的链形接触悬挂,以2种抛物线单元为基础,给出同时受自重、侧向风影响下的链形接触悬挂静态形状计算流程,利用经典力学方法,推导出不同坐标系下接触线、承力索的静态形状,然后合成三维静态形状。最后通过对比有限元仿真结果,验证本计算方法的准确性。应用本研究计算方法可对接触网进行吊弦预配计算和风偏校验计算,指导接触网的设计施工。     

二维和三维弓网耦合动力学模型适用性分析

针对二维和三维弓网耦合动力学模型,根据接触网模态、接触压力、接触线抬升位移、弓头振动加速度及其频谱特性,分析了两种模型在弓网耦合动力学仿真中的区别;采用三维弓网模型分析了接触网在横风作用时,接触线风振位移对弓网接触压力的影响。计算结果表明二维和三维弓网模型获得的仿真结果基本一致,弓网横向相对运动对其垂向动力学行为影响较小;三维模型适用于横风条件下的弓网动力学仿真,横风载荷对弓网接触压力具有显著影响,导致弓网受流质量变差。     

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。     

接触网波速的仿真识别及试验验证

针对连续介质振动体上的弹性波,提出由时空坐标下仿真位移等值线图识别波速的方法,并利用欧拉梁波速的理论计算和仿真识别结果对该方法的有效性进行验证,表明位移等值线图能够识别弹性波的波速,可将其应用于接触网波速的识别。以某3跨接触网为例,由仿真位移等值线图得到其波速,再采用摄影测量设备进行多工况下波速测量试验,验证提出的波速识别方法的准确性,并将实测波速与基于欧拉梁或弦理论、视整体接触网为单根接触线时得到的理论波速进行对比分析。结果表明:基于仿真位移等值线图识别接触网波速的方法是可行的,识别精度在2%以内;接触网的实测波速约为139.98m·s~(-1),而基于欧拉梁或弦理论、用单根接触线的波速近似接触网波速时偏大13.23%;提出的波速识别方法能够为接触网的结构参数设计提供简洁、有效的验证手段。     

无缝线路稳定性分析有限元模型

利用有限元法建立包含钢轨、扣件、轨枕和道床阻力为一体的轨道框架模型。研究在温度力作用下无缝线路的臌曲失稳问题。推导相应的数值计算公式并编制了计算程序。轨道框架模型由4种单元组成：用考虑钢轨非线性变形的平面梁单元代表钢轨；无几何尺寸的两结点弹簧单元模拟钢轨扣件；弹性基础上的普通平面梁单元表示轨枕；弹簧单元模拟道床的横向、纵向阻力，并考虑了道床阻力的非线性特性。运用该模型，分析道床横向阻力、轨枕失效、曲线半径和线路初始弯曲对无缝线路稳定性的影响，得到不同工况下钢轨横向位移-温度曲线、钢轨内应力分布及钢轨和轨枕的横向变形分布曲线。     

高速铁路接触线磨耗对接触网静态形状的影响

以京津城际的简单链形悬挂接触网为例具体研究接触线磨耗对接触网形状的影响。利用经典力学方法,推导出不同磨耗下接触线、承力索的静态形状计算方法,再计算不同磨耗下接触网的几何形状,通过对比有限元仿真结果,验证该计算方法的准确性。     

高速铁路覆冰接触线气动系数研究与风振响应分析

为分析高速铁路接触网线索覆冰对接触线风振响应的影响,首先采用流体力学计算软件Fluent对不同覆冰厚度的接触线进行绕流仿真,分析覆冰对接触线气动系数的影响,然后对作用在接触网上的平均风和脉动风载荷进行计算和仿真,用有限元分析软件MSC-Marc建立高速铁路接触网有限元模型。最后,分别将平均风和脉动风载荷施加到有限元模型中,研究不同覆冰厚度对接触线风致振动响应的影响。研究结果表明:接触线覆冰对其气动参数影响较大;高速铁路接触网风振主要由脉动风引起;线索覆冰厚度增加会导致接触线的风偏增大,也会改变接触线的风振形式;覆冰接触线的振幅随覆冰厚度的增加而增大。因此,应避免线索覆冰对高速铁路接触网系统的危害。     

地铁车辆电气设备检测装置

介绍了北京地铁车辆电气设备检测装置的软,硬件构成．详细地阐述了一些关键的数据采集和处理技术。现场应用表明．该系统检测准确、高效。     

利用智能网技术构建铁路专用通信系统

提出用智能网技术实现铁路专用通信业务的设想，重点分析了可行性。以这种方式实现的铁路专用通信网可以与数据网互联接，方便拓展业务，发展前景广阔。     

石景山南站斜拉桥转体系统施工要点

介绍北京五环路石景山南站高架桥主桥转体系统各部分的组成、功能及施工要点。     

编写地铁线路维修规程的探索

主要介绍地铁线路维修标准的现状,提出编写地铁线路维修规程框架的设想,讨论几个重要的维修标准,并对地铁线路维修标准值得研究的几个方面进行分析。     

改革机车检修修制的几项措施

针对列车提速等给机车质量带来的新问题，分析了现行机车检修修制的不舍理性；提出了对机车小、辅修制度改革的相关措施。     

青藏铁路耐久性混凝土施工工艺

研究目的：针对青藏铁路的地理位置处于青藏高原，自然环境非常恶劣，气象条件复杂多变，混凝土的耐久性要求很高的情况，为了确保混凝土施工质量，耐久性混凝土施工工艺进行研究。 研究方法：根据混凝土的耐久性要求，通过试验室试验和工程现场试验得出基本参数，通过工程应用验证其科学性。 研究结果：在青藏铁路施工中，严格按本文施工工艺施工，有效地控制了混凝土质量。 研究结论：耐久性混凝土施工要严格控制配合比的准确性，施工条件发生变化时要及时调整配合比。另外，对混凝土的振捣、养护要求也较普通混凝土严格。施工前要对施工人员进行培训，高标准、严要求。     

查找电源混电故障的几种方法

在朔黄线开通过程中对几处电源混电故障的查找，没有机械地按照惯例采用断电源环线的方式进行，而是根据故障现象，采用了不同的方法进行故障处理，减少了故障处理时间及对运输的干扰。     

转K4摇枕的铸造工艺设计

分析了转k摇枕的结构及铸造工艺难点,确定了铸造工艺方案,设计了浇注系统、冒口。     

铁道车辆用超导主变压器的冷却系统

铁路车辆用主变压器由于绕组采用高温超导导线材料,使线圈重量减轻,并提高了铁路车辆的效率.这种变压器需要将高温超导导线材料浸入液氮中.同时,为使液面高保持在一个面封闭的系统内还必须有一个冷冻系统.根据器件试验的结果,阐述了采用高温超导导线材料的铁路车辆用主变压器的特征.描述了冷冻机负荷的变动,包括冷冻机温度控制以及冷冻机冷盖与变压器间的热传导特性.还描述了电流插片热侵入特性.     

《铁路轨道施工规范》宣贯要点

介绍轨道施工规范修编经过、编写原则。着重介绍新规范的主要特点、主要修订内容和对新规范的修改补充建议。对部分条文的争议情况或主导思想所作的介绍 ,既体现了其修订的必要性 ,也是执行过程中应加以注意的要点