高寒環(huán)境下受電弓導流罩力學性能研究.pdf

1、受電弓是高速列車的重要組成部分,在列車運行過程中,受電弓受氣流作用會產(chǎn)生隨著速度增加而迅速增加的氣動力和噪聲,在受電弓區(qū)域引入外形適當?shù)膶Я髡?可以有效的降低受電弓設(shè)備產(chǎn)生的氣動噪聲及氣動阻力,這對列車速度的提高以及高速列車的推廣都會起到很大的推動作用。為了推廣列車在高寒地區(qū)的運行,現(xiàn)對受電弓導流罩在低溫下的力學性能進行研究。
　　本文采用有限元模擬和試驗兩種研究方法對復合材料受電弓導流罩材料的力學性能進行研究。建立了酚醛樹脂基復

2、合材料層合板周期性單胞三維(3D)有限元模型,對單胞施加周期性邊界條件,同時保證了周期性單胞邊界面的應力和應變的連續(xù)性。模擬了常溫和-50℃低溫環(huán)境以及改變樹脂材料模量三種情況下層合板拉伸、壓縮和剪切的漸進損傷過程。引入合適的損傷起始和損傷擴展準則,預測了層合板在三種載荷下的破壞過程并得出了有限元模擬的強度和模量值,并與層合板在常溫和低溫下的試驗結(jié)果進行了對比,進一步討論了影響酚醛樹脂基復合材料層合板低溫力學性能的因素,同時也證明了分析

3、方法的正確性。
　　對受電弓導流罩用材進行了試驗研究,并將-50℃低溫的試驗數(shù)據(jù)和常溫的試驗數(shù)據(jù)進行了比較,得出了材料在-50℃低溫下力學性能優(yōu)于常溫的結(jié)論。
　　在常溫和低溫環(huán)境下,對受電弓導流罩進行在最惡劣的兩種載荷工況作用下的靜力分析,證明導流罩滿足低溫環(huán)境下運行的強度要求。
　　通過本文研究發(fā)現(xiàn),受電弓導流罩所用酚醛樹脂基纖維增強復合材料在低溫下力學性能會得到改善,為受電弓導流罩在低溫下的使用提供了試驗和有限元