V500高速受電弓設(shè)計(jì)方案及其研究.pdf

1、2008年4月18日，舉世矚目的京滬高速鐵路全線開(kāi)工，這是世界上一次建成線路最長(zhǎng)、標(biāo)準(zhǔn)最高的高速鐵路，也是新中國(guó)成立以來(lái)一次投資規(guī)模最大的建設(shè)項(xiàng)目。發(fā)展高速鐵路，除了要研制高速機(jī)車車輛和線路結(jié)構(gòu)外，還必須研究解決受電弓在接觸網(wǎng)下的高速受流問(wèn)題，研究受電弓的運(yùn)動(dòng)學(xué)特性，空氣動(dòng)力學(xué)特性和弓網(wǎng)動(dòng)力學(xué)特性，只有這樣才能使列車從接觸網(wǎng)上可靠地獲取電力能源。
　　本文從提高受電弓的運(yùn)動(dòng)學(xué)性能，空氣動(dòng)力學(xué)性能和弓網(wǎng)動(dòng)力學(xué)性能以改善弓網(wǎng)關(guān)系，提高

2、受流質(zhì)量，成功研制V500高速受電弓的角度出發(fā)，主要完成了以下內(nèi)容:
　　首先，利用優(yōu)化技術(shù)對(duì)高速受電弓框架結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)進(jìn)行了優(yōu)化，得出了提高受電弓運(yùn)動(dòng)學(xué)性能的結(jié)構(gòu)幾何參數(shù)，并對(duì)受電弓進(jìn)行了深入的力學(xué)分析，根據(jù)力學(xué)分析結(jié)果，進(jìn)行了V500高速受電弓機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
　　其次，根據(jù)受電弓的設(shè)計(jì)方案，建立各部件的可視化模型，然后進(jìn)行裝配，生成受電弓的可視化模型。再將模型放入流體力學(xué)軟件中進(jìn)行空氣動(dòng)力學(xué)仿真分析，根據(jù)空氣動(dòng)力學(xué)參數(shù)優(yōu)

3、化了弓頭形狀、臂桿形狀和運(yùn)行參數(shù)，以期達(dá)到氣動(dòng)力學(xué)的改進(jìn)設(shè)計(jì)。
　　第三，建立了受電弓的數(shù)學(xué)模型，推導(dǎo)出其非線性運(yùn)動(dòng)微分方程，并在此基礎(chǔ)上對(duì)非線性模型進(jìn)行了比以往更精確地模型的線性化。同時(shí)也建立了接觸網(wǎng)的動(dòng)力學(xué)模型。通過(guò)對(duì)接觸網(wǎng)系統(tǒng)的固有特性進(jìn)行模態(tài)分析，發(fā)現(xiàn)此系統(tǒng)屬于低頻系統(tǒng)。為獲得受電弓強(qiáng)度計(jì)算的載荷譜，建立受電弓-接觸網(wǎng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)數(shù)學(xué)模型。采用數(shù)值積分方法來(lái)求解弓網(wǎng)耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)微分方程，從而可以得到弓網(wǎng)間接觸壓力時(shí)間歷程。