受電弓基于振動測試的動力學建模及其非線性隨機動力學特性分析.pdf

1、列車運行過程中，其上受電弓通過一定抬升力與接觸網(wǎng)接觸并獲取電流，為列車的正常運行提供電能。受電弓是高速列車的關鍵部件之一，受電弓的動力學性能直接影響弓網(wǎng)間的受流質(zhì)量。本文以DSA200型實物受電弓為研究對象，對其關鍵部件進行動力學性能測試建立其非線性動力學模型，并研究了計及各類隨機影響因素時弓頭懸掛子系統(tǒng)的非線性隨機動力學特性。
　　實物受電弓結構復雜，整體模態(tài)分析困難而且沒有必要。在列車運行過程中，受電弓弓頭直接與接觸網(wǎng)接觸并且

2、獲取電流，是受電弓最為關鍵的部件。本文采用單點激振多點拾振的錘擊法，首先對DSA200型受電弓（主要是弓頭部分）進行模態(tài)實驗，得到其固有頻率、阻尼比、振型等動態(tài)特性。列車運行速度較低時，受電弓垂向位移較小，受電弓本身的非線性可以被忽略。然而隨著列車速度的提高，受電弓垂向位移增大，受電弓本身非線性對動力學特性的影響逐漸增大。本文通過關鍵部件的振動測試建立受電弓的等效非線性動力學模型。依據(jù)弓頭懸掛系統(tǒng)的結構幾何關系，得到弓頭懸掛的非線性剛度

3、特性。受電弓框架結構復雜，通過自由振動周期法，測得其歸算質(zhì)量以及歸算質(zhì)量與升弓高度之間的關系。試驗測得受電弓底座阻尼器的動力學特性曲線，得出阻尼器阻尼力的非線性、非對稱性以及遲滯特性，建立與之相應的Besinger動力學模型。最后，建立計及各類隨機激勵時弓頭懸掛子系統(tǒng)的非線性動力學模型。將弓網(wǎng)間接觸壓力簡化為對弓頭懸掛系統(tǒng)的周期和隨機組合外激勵，建立描述弓頭懸掛動態(tài)行為的非線性隨機微分方程。運用隨機平均法得到弓頭懸掛子系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)響應統(tǒng)計