强风地区接触网动力稳定性分析

以兰新线强风地区某段接触网为研究对象,根据接触网的结构特点,利用通用有限元分析软件ANSYS建立单个锚段的支持结构与线耦合的有限元模型。采用Davenport功率谱模拟了适用于接触网结构特点的风速时程,应用非线性有限元法获得接触网在不同平均风速下脉动风荷载作用的风振响应时程;根据特征响应点的风振响应时程,运用Budiansky-Roth准则和动态增量法分析比较接触网结构特性对接触网动力稳定性的影响。分析结果表明:由于兰新线百里风区的最大风速达到了74m.s-1,因此选用跨距小于50m、承力索张力大于15kN的接触网结构较为适宜;通过适当增加承力索张力、减小接触网跨距和降低接触导线高度等措施可有效改善接触网结构的抗风稳定性,而增加吊线数对提高接触网动力稳定性的效果较小。     

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。     

随机风场下高速铁路接触线风振疲劳分析

高速铁路接触网在随机风场的作用下产生短周期变化的应力循环,影响接触网的疲劳寿命。本文采用Davenport和Panosfsky功率谱分别模拟适用于接触网系统的水平和竖直方向上的脉动风时程,推导了作用在接触网上的气动力。在有限元分析软件MSC-Marc中建立高速铁路接触网有限元模型,通过非线性有限元求解得到随机风场下接触线各单元的应力时程。运用改进的雨流计数法对疲劳应力谱进行统计处理,并经Goodman直线修正,得到每个应力循环的等效应力幅值。基于Palmgren-Miner线性疲劳累积损伤准则,对接触线特征单元的疲劳寿命进行估计。研究结果表明:在强风地区,脉动风对接触网风振疲劳影响较为显著;接触线的风振疲劳不利位置出现在定位点和吊弦点处;风攻角决定了接触线风振疲劳不利位置的具体分布。研究结果可为强风地区接触网疲劳设计、日常维护及故障分析提供依据。     

计及风沙流影响的接触线振动响应研究

基于风沙荷载的协同激励会加剧接触线的摆动幅度、增大事故发生概率,为了加深对接触网风沙荷载致振机理的认识,利用有限元软件ANSYS建立兰新高铁接触网模型,采用谐波叠加法模拟脉动风场,通过流体力学软件Fluent获得接触线气动系数并计算风沙荷载,仿真分析风沙流对接触线振动的影响。研究结果表明:风沙流作用下接触线气动系数随攻角的变化趋势与净风基本一致;接触线横向、垂向振动位移随携沙量的增大而变大,风速20 m/s攻角0°沙粒体积分数取0.000 100时,横向、垂向最大振动位移分别比净风增大21.9%和12.0%;接触线的横向、垂向振动位移增长率与沙粒体积分数之间均符合高度线性相关关系,相关系数都近似等于1。     

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。     

基于风场模拟的接触网b值动态响应分析

接触网线索受风振动会造成b值变化,为了将风荷载引起的变化量剔除,对随机风场作用下的接触网进行仿真研究。利用ANSYS软件建立全补偿简单链形悬挂接触网模型;采用谐波叠加法模拟得到随机风场;分析b值风致变化的机理,仿真完成了接触网模型在不同随机风荷载作用下的动态响应分析。研究结果表明:接触网b值风致变化是线索受风偏移导致的结果,横向偏移起主要作用;脉动风场作用下接触网各跨会随机产生不同大小的补偿位移,随着风速提升补偿位移振幅相应变大且变化率呈增大趋势;对于半个锚段12跨接触网,当风速达到41m/s时,补偿位移振幅为60.61 mm,接近棘轮补偿装置断线b值变化量,说明识别断线事故时应考虑风振的影响。     

铁路接触网套管双耳风致磨损特性研究

风区铁路接触网的风摆振动导致零部件磨损加速、线路维护成本剧增,严重时结构断裂失效,威胁列车运营安全。针对风区铁路接触网的零部件风振磨损问题,以易磨损件套管双耳结构为例,开展实际环境风载荷作用下的磨损特性研究。首先,建立接触网风致姿态解耦的风载荷识别与连接铰节点力重构模型,通过仿真计算得出风载计算公式与节点力传递系数,以新疆风区铁路实测接触网风摆姿态重构悬挂作用风载荷与套管双耳节点力时程。然后,建立套管双耳与腕臂接触的三维有限元模型,考虑双耳磨损间隙扩大导致螺栓预紧力衰减的Archard磨损预测模型,结合双耳连接铰节点载荷与动态螺栓预紧力,对风环境下套管双耳与腕臂为期1 a的接触磨损特性进行分析。结果表明：磨损初期,由于大接触应力导致磨损速率快,但随着预紧力衰减,接触表面磨损速率降低,廓形磨损深度由两边往中间逐渐增大,且靠连接铰侧磨深偏高,最大接触磨损出现在定位管上部套管双耳,累积磨损深度达0.52 mm/a,螺栓预紧力衰减达20.55%。套管双耳结构的磨损特性研究成果可为风区铁路接触网零部件的运用维护提供科学依据。     

强风地区接触网风振响应分析

接触网体系兼有高柔性、大跨度等特点,具有非常强的几何非线形,对风荷载非常敏感。强风地区因风载所致的损坏是接触网体系经常发生的破坏形式之一。以新疆强风地区某段接触网为研究对象,针对接触网的结构特点,利用通用软件Ansys建立了单个锚段的支撑结构与线耦合的有限元模型,并采用Davenport功率谱模拟了针对接触网结构特点的风速时程,采用非线形有限元法,获得接触网在不同平均风速下脉动风荷载作用的风振响应时程,并与利用传统的风荷载计算方法(静态方法)的风振响应进行了比较分析。结果表明:脉动风对接触网的风振响应影响很大,采用传统计算方法(静态方法)计算结果偏于不安全,在设计时应考虑脉动风的影响,采用动态计算方法。     

链形悬挂接触网监视装置

由于外力影响,如大风、暴风雨等或行车事故会造成接触网导线和承力索的损坏,从而造成供电中断和列车停运事故。因此,迅速确定接触网故障地点,立即加以修复,对避免列车长时间停运具有重要意义。德国西门子公司开发了一种非接触式接触网监视装置,称为SicatCMS（悬式探测系统）,能识别链形悬挂接触网的不正常情况,并通过导线或无线装置向管理者报告。为了补偿因温度变化造成接触线和承力索长度的变化,     

随机风场对弓网系统动态性能影响研究

基于有限元软件MSC-Marc建立弓网系统模型,对在随机风场中的受电弓-接触网动态性能进行仿真研究。模型中采用欧拉-伯努利梁模型模拟接触线和承力索,受电弓和接触网模型之间通过接触实现耦合,使弓网作为一个整体进行动态仿真;采用适合接触网随机风场计算的沿高度不变的Davenport谱,运用谐波合成法数值模拟风场。在此基础上,采用MSC-Marc软件完成弓网系统在不同随机风荷载作用下的动态性能分析。实验结果表明:模拟随机风的功率谱函数与目标谱结果非常吻合,随机风场对接触网风振响应及弓网间的动态性能影响很大,且沿风向定位器的第一吊弦退出工作时间随风速增大而增长。通过仿真结果比较分析,为进一步研究随机风场下弓网系统结构参数配合奠定了基础。     

某动车牵引变压器振动及传递分析

为研究某动车牵引变压器振动及传递特性,测试了变压器在负载开风机状态振动加速度。结果表明:牵引变压器底部振动较小,变压器箱体壁横向(法向面)振动较大,与变压器铁芯横向放置有关。同时,振动烈度能较好的反应变压器振动情况;牵引变压器的振动基频为100 Hz,而且其振动能量绝大部分都集中在100 Hz,倍频处的振动迅速减小;牵引变压器振动经橡胶隔振器传递到车体侧墙及车内地板,振动未出现放大现象。该橡胶隔振器、侧墙内装材料和地板内装材料隔振性能较好。     

接触网振动分析及防振措施

本文从理论上推导了接触网振动的公式和频率,分析了影响接触网振动的因素。根据实际情况计算了接触网在不同频率下振动的振幅,并相应提出了可采取:1)在线路两侧和高路堤区段种树;2)在跨距中间加类似于失谐摆等防振设备;3)合理设置锚段内的跨距等防振措施。     

地铁常用减振轨道振动特性及减振效果对比研究

对中等减振扣件轨道、梯形轨枕轨道、钢弹簧浮置板轨道、普通整体道床轨道进行环境振动现场实测,对比分析地铁列车通过时不同轨道的钢轨、道床、隧道壁振动加速度(垂向、横向)及钢轨动态变形(垂向、横向).结果表明:4种类型轨道的钢轨振动加速度相差不大;中等减振扣件轨道的道床振动加速度小于普通整体道床轨道,另外2种减振轨道明显大于普通整体道床轨道;钢弹簧浮置板轨道的隧道壁振动加速度明显小于其他轨道;钢弹簧浮置板轨道减振效果最好;中等减振扣件轨道的钢轨动态变形明显大于其他轨道.     

提速对桥梁振动与车辆过桥走行性的影响及其对策

铁路虽有安全、量大、舒适、方便的优势,由于当前交通运输业竞争激烈,因此必须提高运行速度到140 km·h-1或160 km·h-1以缩短旅客在途时间.我国铁路桥梁均按120 km·h-1设计.文中主要对既有桥梁提高行车速度后桥梁振动的变化和车辆过桥时走行性及应采取的对策进行了理论和实测研究分析.     

基于旅客-车体耦合振动的车辆振动分析

利用实验方法研究了旅客对车体振动特性的影响,建立了旅客-车体耦合振动分析模型,针对旅客人数及旅客分布对车体振动的影响,进行了仿真分析。     

环境振动实测和分析中考虑多振源影响的振级评价方法

在环境振动的实测和分析中,经常会遇到如何评价多振源对振级的影响问题。根据加速度振级的定义,基于能量原理,建议用加速度有效值平方和开方的方法进行评价。通过两个不同振幅比简谐振动在多频率下的合成振动的计算分析,论证了方法的有效性。建议利用振级叠加修正值考虑多振源振级叠加、利用振级分离修正值考虑总振级和背景振动分离的简便方法。     

基于半车激振的整车振动特性测试方法

为更加准确地测定轨道交通车辆整车振动特性,提出了一种基于半车激振的整车振动特性测试方法。在简述该方法的激振原理基础上,运用机械运动学原理进一步阐述了激振作动器位移控制指令的解算方法。利用该方法对某型车辆进行了实车测试。测试结果表明,该试验方法可以满足整车振动测试的要求。     

北京地铁环境振动预测中源强选取的研究

地铁环境振动预测中源强位置的选取至关重要。通过对北京市铺设不同减振措施的地铁线路的实地测试分析,计算各测点一天内200多列车的振级并对其进行频次统计分析,比较各测点的振级波动范围。研究结果表明:在北京市地铁环境振动预测中选择隧道壁作为源强可以更好地反映实际振动情况,有助于提高环境振动预测精度;男外,提出一种剔除部分出现概率小且偏离均值较大的离散数值以缩小波动范围的方法,简单实用。     

高速动车组车体振动特征及振动舒适度研究

采用现有动车组跟踪试验数据,按不同工况以不同的分析方法,对现有动车组的车体振动特征及振动舒适度进行分析、评价和比较。总结现有高速动车组振动特性,提出高速动车组振动舒适度评价方法。最终针对现有高速动车组振动舒适度存在的问题,对下一阶段的高速动车组的优化设计给出建议。     

谐振作用下高架车站 －轨道结构系统的振动特性

针对高架车站随高架线路蓬勃发展应运而生的现状,以空间框架式高架车站为背景,将高架车站与轨道结构作为一个系统考虑,建立高架车站轨道结构系统的ANSYS三维动力学分析模型,研究分析模型在谐振荷载作用下的振动特性,着重考虑轨下垫层刚度、支承块质量、桥梁支座垂向刚度、轨下垫层刚度和支承块下垫层刚度匹配等参数变化对系统振动特性的影响,得出一些有益的结论和建议。