350km-h及以上弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)行為研究.pdf

1、弓網(wǎng)關(guān)系作為保證高速列車穩(wěn)定受流、安全運(yùn)行的關(guān)鍵技術(shù)之一，其相關(guān)技術(shù)的研究目前在國內(nèi)外已十分重視。尤其是近年來，隨著高速列車運(yùn)營
　　速度的不斷提升，針對(duì)弓網(wǎng)關(guān)系的研究也發(fā)展較快。為實(shí)現(xiàn)新一代高速列車運(yùn)營時(shí)速提升至350公里及以上，如何設(shè)計(jì)高速運(yùn)行工況下的弓網(wǎng)系統(tǒng)，保證高速列車安全穩(wěn)定的受流，將是非常嚴(yán)峻的考驗(yàn)和挑戰(zhàn)。為此，本文在對(duì)現(xiàn)有國內(nèi)外高速弓網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢及關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行全面研究的基礎(chǔ)上，開展時(shí)速350公里及以上的高速弓網(wǎng)關(guān)

2、系研究，主要完成了以下幾個(gè)方面的研究內(nèi)容:
　　首先，在接觸網(wǎng)建模方法研究方面，分析了不同結(jié)構(gòu)形式、單元類型和求解方法對(duì)接觸網(wǎng)靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能的影響，確定了合理的接觸網(wǎng)建模方法;在受電弓建模方法研究方面，建立了包括歸算質(zhì)量模型、多剛體模型、剛?cè)峄旌夏Ｐ秃腿嵝阅Ｐ偷氖茈姽Ｐ蛶欤R(shí)別了不同受電弓模型的動(dòng)態(tài)特性，包括:模態(tài)特性、頻響特性和系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性等，確立不同受電弓模型的適用范圍;在對(duì)接觸網(wǎng)和受電弓建模方法研究的基礎(chǔ)上，研究了高速

3、運(yùn)行條件下受電弓與接觸網(wǎng)之間的耦合作用關(guān)系，建立了適用于高速滑動(dòng)接觸分析的弓網(wǎng)系統(tǒng)精確模型，特別是考慮了弓網(wǎng)縱向沖擊和橫向擺動(dòng)、受電弓結(jié)構(gòu)彈性振動(dòng)、受電弓氣流擾動(dòng)、接觸形貌特征等因素對(duì)弓網(wǎng)動(dòng)力學(xué)特性的影響，從而對(duì)弓網(wǎng)動(dòng)力學(xué)行為進(jìn)行了研究和分析。其中，重點(diǎn)探討了不同速度和運(yùn)行方向等工況下，接觸形貌特征和受電弓氣流擾動(dòng)對(duì)弓網(wǎng)動(dòng)力學(xué)性能的影響，探明了在高速滑動(dòng)條件下的弓網(wǎng)運(yùn)動(dòng)規(guī)律。
　　其次，在接觸網(wǎng)波動(dòng)特性及雙弓受流研究方面，在研究單

4、根弦的波動(dòng)特征基礎(chǔ)上，辨識(shí)了復(fù)雜彈性鏈型懸掛接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)和單根弦結(jié)構(gòu)差異對(duì)波動(dòng)特性的影響，確定接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)的波長和波速等波動(dòng)特性。然后，針對(duì)雙弓重聯(lián)運(yùn)行時(shí)接觸網(wǎng)振動(dòng)波傳播過程進(jìn)行分析，建立了雙弓運(yùn)行時(shí)雙弓間距的理論計(jì)算公式。在此基礎(chǔ)上，通過雙弓作用下的弓網(wǎng)動(dòng)力學(xué)仿真計(jì)算，就雙弓間距對(duì)弓網(wǎng)動(dòng)力學(xué)性能的影響進(jìn)行分析，確定了不同速度下的不利和有利雙弓間距，并與計(jì)算公式得到的結(jié)果進(jìn)行對(duì)比。結(jié)果表明:兩種方法計(jì)算得到的雙弓間距分布是基本一致的，同時(shí)通

5、過雙弓重聯(lián)運(yùn)行的線路試驗(yàn)，驗(yàn)證了建立的雙弓間距計(jì)算公式的有效性。
　　在高速弓網(wǎng)結(jié)構(gòu)及參數(shù)優(yōu)化匹配研究方面，通過研究弓網(wǎng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)性能以及頻率特性與受電弓運(yùn)行速度的匹配關(guān)系，探討了弓網(wǎng)結(jié)構(gòu)及參數(shù)優(yōu)化設(shè)計(jì)的基本原則和流程。在此基礎(chǔ)上，以設(shè)計(jì)運(yùn)營速度350 km/h的弓網(wǎng)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過接觸網(wǎng)和受電弓結(jié)構(gòu)及參數(shù)的優(yōu)化匹配，提高接觸網(wǎng)波速利用率并改善剛度不一致對(duì)受流質(zhì)量的影響，提出適用于350 km/h及更高速度等級(jí)下合理的弓網(wǎng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)