基于杠桿原理的翼型氣動(dòng)補(bǔ)償高速受電弓的研究.pdf

1、在高速鐵路已經(jīng)成為中國(guó)現(xiàn)代化建設(shè)所取得的一面嶄新旗幟的當(dāng)今世界，中國(guó)所擁有的高鐵里程已經(jīng)占據(jù)了世界高鐵總里程的一半，成為世界上高鐵規(guī)模最大的國(guó)家。然而，高鐵技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展是和高速受流技術(shù)的研究分不開(kāi)的，高速受流技術(shù)甚至決定著最高運(yùn)營(yíng)速度。列車(chē)運(yùn)行時(shí)速在不斷的提高，弓網(wǎng)之間穩(wěn)定可靠地受流問(wèn)題就不斷的凸顯出來(lái)。尤其當(dāng)列車(chē)時(shí)速達(dá)200km/h以上時(shí)，受電弓與周?chē)諝獾南鄬?duì)氣動(dòng)作用成為影響受流質(zhì)量不可忽視的因素。
　　本文從控制和改善

2、弓網(wǎng)間接觸壓力值的變化范圍以改善弓網(wǎng)間受流質(zhì)量的初衷出發(fā)，考慮能否將列車(chē)高速運(yùn)行時(shí)所受的不可忽視的氣動(dòng)影響力通過(guò)某種手段來(lái)補(bǔ)償接觸壓力，從而改善受流質(zhì)量以達(dá)到列車(chē)高速運(yùn)行的受流要求。
　　本文從理論上分析受電弓的氣動(dòng)特性，并對(duì)目前改善受電弓氣動(dòng)性能方案進(jìn)行總結(jié)，最后提出通過(guò)在受電弓碳滑板下面安裝翼板的氣動(dòng)補(bǔ)償方案。高速運(yùn)行中的受電弓，氣流與翼板的相對(duì)運(yùn)動(dòng)將產(chǎn)生氣動(dòng)作用力，針對(duì)如何將這種氣動(dòng)作用力用于補(bǔ)償弓網(wǎng)間的接觸壓力提出了基于杠

3、桿原理翼板氣動(dòng)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的兩種方案。
　　為分析翼板氣動(dòng)補(bǔ)償方案的可行性，需要建立弓網(wǎng)系統(tǒng)的分析計(jì)算模型。首先利用解析的方式對(duì)接觸網(wǎng)和受電弓的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析推導(dǎo)，提出建模分析計(jì)算的理論依據(jù)。再利用三維實(shí)體造型軟件solidworks對(duì)受電弓進(jìn)行實(shí)體建模，定義好受電弓桿件之間的鉸接關(guān)系后，通過(guò)Matlab/SimMechanics與solidworks之間的聯(lián)合仿真接口，建立受電弓SimMechanics模型。將受電弓與接觸網(wǎng)模型耦

4、合起來(lái)并分析既有弓網(wǎng)系統(tǒng)在不加入補(bǔ)償機(jī)構(gòu)時(shí)的特性，提出翼板及杠桿機(jī)構(gòu)的參數(shù)擬定的依據(jù)。
　　考慮到氣動(dòng)翼型對(duì)弓網(wǎng)系統(tǒng)接觸力的補(bǔ)償作用機(jī)理，要求翼型與氣流成仰角和俯角時(shí)，具有相同的氣動(dòng)特性，因此選定E168對(duì)稱翼型。在預(yù)估氣動(dòng)升力大小的前提下擬定了翼型及杠桿機(jī)構(gòu)的參數(shù)，包括翼板截面形狀、投影面積和杠桿比，并建立基于杠桿原理的翼型板氣動(dòng)補(bǔ)償方案的SimMechanics仿真模型并進(jìn)行了仿真計(jì)算。對(duì)比仿真結(jié)果從而對(duì)兩種補(bǔ)償方案進(jìn)行取舍，