弓—网耦合系统的动态模拟及疲劳分析.

弓—网耦合系统的动态模拟及疲劳分析

受电弓-接触网耦合系统的动态特性是影响受流质量及实现列车运行高速化的重要因素,疲劳分析是判断接触网可靠性的重要依据。运用大型有限元计算软件ANSYS对其进行动力学仿真研究和疲劳计算是分析其受流质量和可靠度的有效途径。本文首先介绍了柔性悬挂接触网和受电弓的一些基本概念及其应用和研究现状,接着运用拉格朗日方程推导了受电弓的非线性运动方程,将其在一定高度上做线性化处理,得到受电弓垂向线性模型,进而得到弓网耦合系统的计算模型。根据模拟仿真结果研究了预留弛度、承力索张力、接触线张力、接触线线密度、吊弦数目、跨距、吊弦刚度等接触网参数和列车行驶速度、接触刚度、弓头质量、弓头刚度、弓头阻尼、干摩擦等受电弓参数对弓网耦合系统受流质量的影响。并对弹性链型悬挂接触网作了初步研究,分析比较了两种类型接触网的优劣。针对疲劳模块,本文给出了详细的技术原理,包括构件S-N曲线的确定、Goodman直线的运用和考虑接触线磨耗之后引起的变幅应力问题的处理。由于本课题的疲劳分析部分与一般的零件疲劳有所不同,本文还列出了编制思路和程序框图。通过疲劳算例,分析了列车行驶速度、接触刚度、弓头质量和干摩擦等因素对简单链型悬挂接触网寿命的影响,并得出一些有益的结论。

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