350km-h及以上弓網(wǎng)動態(tài)行為研究.pdf

1、弓網(wǎng)關系作為保證高速列車穩(wěn)定受流、安全運行的關鍵技術之一，其相關技術的研究目前在國內(nèi)外已十分重視。尤其是近年來，隨著高速列車運營
　　速度的不斷提升，針對弓網(wǎng)關系的研究也發(fā)展較快。為實現(xiàn)新一代高速列車運營時速提升至350公里及以上，如何設計高速運行工況下的弓網(wǎng)系統(tǒng)，保證高速列車安全穩(wěn)定的受流，將是非常嚴峻的考驗和挑戰(zhàn)。為此，本文在對現(xiàn)有國內(nèi)外高速弓網(wǎng)系統(tǒng)的發(fā)展趨勢及關鍵技術進行全面研究的基礎上，開展時速350公里及以上的高速弓網(wǎng)關

2、系研究，主要完成了以下幾個方面的研究內(nèi)容:
　　首先，在接觸網(wǎng)建模方法研究方面，分析了不同結構形式、單元類型和求解方法對接觸網(wǎng)靜態(tài)和動態(tài)性能的影響，確定了合理的接觸網(wǎng)建模方法;在受電弓建模方法研究方面，建立了包括歸算質(zhì)量模型、多剛體模型、剛?cè)峄旌夏Ｐ秃腿嵝阅Ｐ偷氖茈姽Ｐ蛶?，識別了不同受電弓模型的動態(tài)特性，包括:模態(tài)特性、頻響特性和系統(tǒng)動力學特性等，確立不同受電弓模型的適用范圍;在對接觸網(wǎng)和受電弓建模方法研究的基礎上，研究了高速

3、運行條件下受電弓與接觸網(wǎng)之間的耦合作用關系，建立了適用于高速滑動接觸分析的弓網(wǎng)系統(tǒng)精確模型，特別是考慮了弓網(wǎng)縱向沖擊和橫向擺動、受電弓結構彈性振動、受電弓氣流擾動、接觸形貌特征等因素對弓網(wǎng)動力學特性的影響，從而對弓網(wǎng)動力學行為進行了研究和分析。其中，重點探討了不同速度和運行方向等工況下，接觸形貌特征和受電弓氣流擾動對弓網(wǎng)動力學性能的影響，探明了在高速滑動條件下的弓網(wǎng)運動規(guī)律。
　　其次，在接觸網(wǎng)波動特性及雙弓受流研究方面，在研究單

4、根弦的波動特征基礎上，辨識了復雜彈性鏈型懸掛接觸網(wǎng)結構和單根弦結構差異對波動特性的影響，確定接觸網(wǎng)結構的波長和波速等波動特性。然后，針對雙弓重聯(lián)運行時接觸網(wǎng)振動波傳播過程進行分析，建立了雙弓運行時雙弓間距的理論計算公式。在此基礎上，通過雙弓作用下的弓網(wǎng)動力學仿真計算，就雙弓間距對弓網(wǎng)動力學性能的影響進行分析，確定了不同速度下的不利和有利雙弓間距，并與計算公式得到的結果進行對比。結果表明:兩種方法計算得到的雙弓間距分布是基本一致的，同時通

5、過雙弓重聯(lián)運行的線路試驗，驗證了建立的雙弓間距計算公式的有效性。
　　在高速弓網(wǎng)結構及參數(shù)優(yōu)化匹配研究方面，通過研究弓網(wǎng)系統(tǒng)動力學性能以及頻率特性與受電弓運行速度的匹配關系，探討了弓網(wǎng)結構及參數(shù)優(yōu)化設計的基本原則和流程。在此基礎上，以設計運營速度350 km/h的弓網(wǎng)系統(tǒng)為基礎，通過接觸網(wǎng)和受電弓結構及參數(shù)的優(yōu)化匹配，提高接觸網(wǎng)波速利用率并改善剛度不一致對受流質(zhì)量的影響，提出適用于350 km/h及更高速度等級下合理的弓網(wǎng)系統(tǒng)結構