基于ADAMS+ANSYS的弓網(wǎng)接觸仿真研究.pdf

1、列車(chē)牽引動(dòng)力經(jīng)歷了蒸汽機(jī)車(chē)到電力機(jī)車(chē)的幾代發(fā)展，電力機(jī)車(chē)和電動(dòng)車(chē)組所使用的電力牽引正逐漸成為列車(chē)的主要形式。電力牽引就需要高質(zhì)量的電力傳導(dǎo)，電力機(jī)車(chē)和電動(dòng)車(chē)組的牽引動(dòng)力就是通過(guò)受電弓從接觸網(wǎng)上傳導(dǎo)下來(lái)的。受電弓成為機(jī)車(chē)和動(dòng)車(chē)組的重要部件，同時(shí)隨著列車(chē)的提速和高速鐵路的發(fā)展，受電弓和接觸網(wǎng)之間的動(dòng)態(tài)受流性能正逐漸成為制約列車(chē)運(yùn)行速度的一個(gè)重要因素。于是對(duì)弓網(wǎng)間接觸關(guān)系的研究也收受到越來(lái)越多的關(guān)注。對(duì)弓網(wǎng)接觸的研究主要有兩種形式，即線(xiàn)路實(shí)測(cè)

2、研究和仿真研究。線(xiàn)路實(shí)測(cè)研究成本高、周期長(zhǎng)、可重復(fù)性低，其使用受到制約。仿真研究不受環(huán)境影響、可重復(fù)性高，其在對(duì)受電弓的研究中使用越來(lái)越多。本文即是采用仿真方法對(duì)弓網(wǎng)接觸進(jìn)行研究。
　　 針對(duì)受電弓/接觸網(wǎng)接觸的仿真研究主要采用的是動(dòng)力學(xué)方程和數(shù)值分析的方法。而更為直觀和相對(duì)準(zhǔn)確的三維可視化仿真研究還相對(duì)較少。本文采用國(guó)產(chǎn)某型高速受電弓的三維實(shí)體模型進(jìn)行動(dòng)力學(xué)分析。由于接觸網(wǎng)是一個(gè)彈性體結(jié)構(gòu)，所以本文對(duì)接觸網(wǎng)彈性體的建模方法進(jìn)行

3、了研究，在ANSYS中研究了某型接觸網(wǎng)模型的靜態(tài)特性和模型約束方式。同時(shí)為了尋求用于弓網(wǎng)接觸研究的完整模型，本文研究了在ADAMS中進(jìn)行剛?cè)狁詈蟿?dòng)力學(xué)分析的方法，和ANSYS輸出可用于ADAMS中使用的接觸網(wǎng)柔性體模型的方法。在ADAMS中完成弓網(wǎng)模型的仿真建模和關(guān)系約束。
　　 不同于傳統(tǒng)機(jī)車(chē)的受電弓，高速受電弓的弓頭都加有弓頭彈簧，其對(duì)于改善弓網(wǎng)接觸質(zhì)量效果明顯。運(yùn)用以上的剛?cè)狁詈夏Ｐ?，研究受電弓弓頭彈簧的特性。對(duì)應(yīng)于特定的

4、接觸網(wǎng)/受電弓系統(tǒng)，不同的弓頭彈簧剛度下弓網(wǎng)接觸力振動(dòng)特性也不同。在一定的弓頭彈簧剛度下，弓網(wǎng)接觸質(zhì)量最好。通過(guò)改變模型中弓頭彈簧的剛度可以進(jìn)行弓頭彈簧的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　 對(duì)弓網(wǎng)接觸的研究一般只限于受電弓和接觸網(wǎng)兩個(gè)部件，假設(shè)受電弓是平穩(wěn)運(yùn)行的，而實(shí)際運(yùn)行中，受電弓自身坐落在車(chē)體頂部，車(chē)體的振動(dòng)會(huì)對(duì)受電弓造成一定的影響，從而影響弓網(wǎng)接觸。為對(duì)弓網(wǎng)接觸進(jìn)行更精確的仿真，需要將車(chē)體振動(dòng)的影響考慮到弓網(wǎng)接觸模型中去。本文在以上模型的基