隧道内接触网悬挂固定方式研究

研究目的:隧道内接触网悬挂固定方式从高铁建设开始就一直存在争论,分析明确两种固定方式的各种性能,合理选用悬挂固定方式是高速铁路接触网设计的关键。研究结论:本文通过对预埋滑槽和后置锚栓两种接触悬挂固定方式的受力情况、零件性能、对隧道的影响、工程造价、施工方式、运营维护等多个方面的对比分析,得出:(1)预埋滑槽具有受力均匀、后期施工方便、接地可靠等优点,但工程造价高,且站前施工单位预留精度较差;(2)化学锚栓需要单独增加接地端子、调整余量小,但不受模板限制、定位灵活、施工精度可控和工程造价低;(3)结合国内的施工建设情况,建议优先采用后置锚栓的悬挂固定方式。     

弓网系统动力学分析

采用二元受电弓模型建立了弓网垂直耦合动力学系统,通过欧拉-拉格朗日方程推导出受电弓-接触网系统振动微分方程组,并利用中心差分法编写的数值仿真程序;研究了列车运行速度、接触网和受电弓参数对弓网系统动态接触压力的影响。     

基于图像处理的接触网动态几何参数测量研究

为了保证高速列车安全运行,需要对接触网的高度以及拉出值等几何参数进行经常性的检测。接触式检测在高速铁路试验中会增大试验数据与实际运行数据之间的差异,从而导致接触网测试参数误差变大。现利用车顶摄像机测量接触网几何参数进行可行性分析,提出了一种利用图像处理技术,对摄像机影像进行处理,提取并计算接触网动态高度以及拉出值等参数的方法。试验结果表明系统具有设备安装简单,测量精度高等特点,具有充分的可行性。     

基于雨流计数法的弹性链型柔性悬挂接触网疲劳寿命分析

采用APDL语言编制命令流,对弹性链型悬挂接触网的接触线进行疲劳寿命估算。文中给出了求解接触线寿命的步骤,采用改进的雨流计数法处理接触线的疲劳应力谱,得到各单元的各级应力幅值、应力均值与相应的应力循环数,用Miner线性疲劳累积损伤理论得到接触线各单元的疲劳寿命值。在相同参数的条件下,分析了影响接触线寿命的因素,包括跨距、接触线和承力索预张力、截面面积、列车行驶速度、抬升力、干摩擦等,比较简单链型和弹性链型悬挂接触网对接触线寿命的影响,对比各种参数找出影响接触线疲劳寿命的几个关键因素,为弹性链型悬挂接触网系统的设计和工程实际施工与维护提供重要依据。     

新型城市轨道交通接触网融冰方法研究

提出一种新型城市轨道交通接触网融冰方案,其核心思想是利用具有四象限变流功能的中压能馈装置在中压环网与接触网之间形成不断流动的融冰电流,在接触网导线电阻中产生热量使得覆冰融化。基于布尔斯道尔夫理论,研究不同接触网供电制式下的防冰电流、最小融冰电流与最大融冰电流以及给定环境条件和时间内融冰电流的计算与选取方法;提出4种融冰电流循环方式,并通过仿真验证控制策略的有效性,达到预期效果;基于2 MW的中压能馈装置进行融冰模拟试验,通过对试验数据的分析和总结,验证融冰方案的可行性和可靠性。     

地铁120 km/h刚性接触网局部磨耗分析及预防措施

接触网的局部磨耗包括机械磨耗和电气磨耗,而且大部分这两种磨耗同时存在。从广州地铁3号线及3北线120km/h运营时速接触网局部磨耗特征表现、现场隧道环境、受电弓匹配性以及接触网的弹性等方面,分析导致接触网局部磨耗产生的原因。为有效提高接触线使用寿命和改善弓网关系,从接触网换线及换型、提高轮轨匹配关系、加强轨道维护、优化弓网匹配度、改善刚性接触网弹性、研发防卡滞线夹等方面提出相应的预防措施。     

基于受电弓弹性体模型的弓网动力学分析

针对简单链型悬挂接触网及电力机车DSA250型受电弓,基于有限单元法,建立接触网模型和考虑弹性变形的受电弓模型;对弓网的动力学性能进行分析,并与采用质量块受电弓模型的计算数据进行对比.结果表明:当DSA250型受电弓通过该型接触网时,其在未出现离线情况下的最高速度为230 km/h;受电弓前、后滑板表现出不同的受流特性,前滑板相对后滑板有较好的受流;考虑弓头与接触线的相互作用频率高于20 Hz时,40～100 Hz的高频分量在接触力和加速度频谱中占有较大的比重,弓头的变形模态将对弓网的动力学特性起至关重要的作用,如果采用质量块受电弓模型进行计算,将造成该模态的缺失,从而导致计算结果有较大的偏差.     

刚性接触网悬吊结构的等效模型

结合参考文献中的模型做了进一步的推导,提出相对完善的悬吊结构等效模型,分析了影响等效模型参数的因素及等效模型刚度对弓网动态接触压力的影响。提出确定汇流排绝缘子弹性模量的方法,以改善刚性接触网的弹性,提高受流质量。     

弓网仿真中几个重要课题探讨

在现有仿真理论的基础上概括性地提出了弓网仿真的几个重要问题,并对每一个问题进行了简单的阐述,就合理性给出了自己的观点,最后指出弓网仿真系统可分解为几个子课题来单独研究。     

接触网覆冰脱冰动力响应的有限元仿真

基于外加载荷源的机械冲击对接触网覆冰的影响,建立简单链形悬挂接触网的静力学模型,并在此基础上得到接触网-覆冰模型。对接触网-覆冰模型进行动力学分析,通过模态、谐响应、瞬时动力响应分析得到覆冰时的接触网固有频率;最佳除冰载荷频率范围应远大于1.5 Hz;并通过改变外加载荷方式确定最佳除冰载荷方式。将方法推广于一般覆冰条件,结合不同载荷作用点、载荷频率、载荷增加方式等综合分析,使除冰效果最佳。