刚性悬挂接触网弓-网耦合动态仿真研究的开题报告

刚性悬挂接触网弓-网耦合动态仿真研究的开题报告
I. 研究背景
在高速铁路等现代铁路交通工具中，接触网弓是常用的供电装置，它能够自适应不同线路的供电要求，确保供电的可靠性。

而弓-网系统的耦合效应是影响接触网弓性能的主要因素之一，在铁路交通中具有重要意义。

传统的弓-网分析采用有限元方法进行静态分析，无法考虑弓-网动态耦合效应的影响。

因此，本研究拟采用多体动力学方法，对车辆在行驶过程中与接触网弓的动态交互进行仿真分析，并考虑刚性悬挂对弓-网耦合的影响。

II. 研究内容
本研究将重点从以下两个方面进行研究：
1. 刚性悬挂对弓-网耦合的影响
由于现代铁路交通工具的高速、高载荷等特点，车辆悬挂系统的刚性对接触网弓的性能产生着很大的影响，但其具体的作用机理尚不明确。

本研究将建立刚性悬挂车辆的多体动力学仿真模型，并在此基础上对其与接触网弓的耦合效应进行仿真分析，探究刚性悬挂对接触网弓的影响机理及其对动态性能的影响。

2. 基于多体动力学的弓-网耦合动态仿真
本研究将建立接触网弓及其支架、车辆车体、车辆悬挂系统、接触网铜刷等多体动力学仿真模型，考虑车辆在行驶过程中与接触网弓的弹性碰撞、接触、滑动等力学特性，分析弓-网动态耦合效应的影响，为提高接触网弓性能提供理论支持。

III. 研究方法
本研究采用多体动力学仿真方法，建立符合实际情况的接触网弓及其支架、车辆车体、车辆悬挂系统、接触网铜刷等多体动力学仿真模型，包括刚性悬挂、非刚性悬挂等不同类型的车辆悬挂系统，采用数值计算方法对接触网弓与车辆的复杂耦合过程进行模拟，并考虑外部环境因素对系统运动的影响，如空气阻力、地面阻力、弓-网接触处的风力等。

IV. 预期成果及意义
本研究的预期成果包括：
1. 建立了多体动力学仿真模型，考虑了刚性悬挂与接触网弓的耦合特性，揭示了其影响机理。

2. 完成了接触网弓与车辆动态耦合过程的仿真分析，阐述了弓-网耦合效应的影响规律，为供电系统的安全性、稳定性和可靠性的提高提供了理论支持。

3. 提出了弓-网耦合效应克服的新思路，对提高铁路交通运行效率、降低能耗和环境污染具有实际意义。

本研究对深入研究接触网弓与车辆的动态耦合效应、探究刚性悬挂对接触网弓性能的影响机理具有重要的理论研究价值和实际应用价值。

同时，本研究提高了铁路交通供电系统的安全性、稳定性和可靠性，具有重要的社会经济效益。