電氣化高速鐵路接觸網(wǎng)與受電弓動(dòng)態(tài)性能研究.pdf

1、自首條高速鐵路—秦沈客運(yùn)專線于2003年正式運(yùn)營(yíng)以來(lái)，我國(guó)高速鐵路網(wǎng)的施工建設(shè)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步。經(jīng)過(guò)10多年的高速鐵路新線建設(shè)和對(duì)既有線路的提速改造，中國(guó)目前已經(jīng)建成了世界上最大規(guī)模、最高運(yùn)營(yíng)速度的高速鐵路網(wǎng)。但與之不對(duì)稱的是在理論研究方面，各種受電弓和接觸網(wǎng)的測(cè)試數(shù)據(jù)和理論研究成果，未能直接指導(dǎo)、協(xié)助高速鐵路的建設(shè)。
　　本文針對(duì)目前我國(guó)高速鐵路接觸網(wǎng)設(shè)計(jì)的實(shí)際需要，在柔性接觸網(wǎng)的精確建模與吊弦長(zhǎng)度計(jì)算、受電弓/接觸網(wǎng)系統(tǒng)的動(dòng)力

2、學(xué)仿真分析、SiFCAT350型接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化、參數(shù)化的弓網(wǎng)計(jì)算機(jī)仿真軟件編制等關(guān)鍵技術(shù)中完成以下研究:
　　1)建立針對(duì)完整錨段的接觸網(wǎng)計(jì)算模型。利用有限單元法，建立針對(duì)完整錨段找形的計(jì)算模型，并對(duì)平曲線、緩和曲線等各種線路情況提出了修正方法。文中對(duì)鄭西客運(yùn)專線的多種線路情況的實(shí)際錨段吊弦長(zhǎng)度做計(jì)算。對(duì)比計(jì)算結(jié)果表明，在多種線路情況下的計(jì)算精度與SIEMENS公司的Candrop軟件相當(dāng)，并且能夠滿足高速鐵路整體吊弦施工的

3、要求。在此基礎(chǔ)上，通過(guò)耦合接觸線/吊弦/承力索的連接節(jié)點(diǎn)的平移自由度，建立了接觸網(wǎng)完整錨段的有限元模型。并利用該模型對(duì)柔性接觸網(wǎng)的靜態(tài)剛度進(jìn)行仿真研究。
　　2)提出經(jīng)過(guò)驗(yàn)證的高速鐵路受電弓/接觸網(wǎng)耦合動(dòng)力學(xué)仿真計(jì)算模型。采用有限單元法，建立了完整錨段的接觸網(wǎng)二維模型、非線性三質(zhì)量受電弓模型，并用接觸單元連接受電弓和接觸網(wǎng)，建立弓網(wǎng)耦合模型，通過(guò)求解該動(dòng)力學(xué)有限元模型完成弓網(wǎng)仿真方法的建立。依照EN50318標(biāo)準(zhǔn)的流程，對(duì)該仿真方

4、法進(jìn)行了驗(yàn)證。通過(guò)對(duì)比驗(yàn)證，證明了該仿真方法計(jì)算結(jié)果的有效性。
　　3)利用建立的弓網(wǎng)計(jì)算模型，對(duì)多種工況下的接觸網(wǎng)動(dòng)態(tài)特性作仿真研究。對(duì)350km/h速度下SiFCAT350型接觸網(wǎng)的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)特性影響作研究。計(jì)算表明增加接觸線張力、采用較短的跨距(50m)、采用較短的190m弓間距、使用五跨錨段關(guān)節(jié)能減小受電弓的接觸壓力標(biāo)準(zhǔn)差，改善受流質(zhì)量。并對(duì)350km/h以上速度的大張力接觸網(wǎng)弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)特性進(jìn)行了仿真研究。