受電弓氣動(dòng)補(bǔ)償翼板的仿真與應(yīng)用研究.pdf

1、目前中國(guó)的高速鐵路正蓬勃發(fā)展，列車(chē)最高運(yùn)營(yíng)速度也不斷被刷新，高速動(dòng)車(chē)組為人民的出行提供了極大的便利也極大地促進(jìn)了經(jīng)濟(jì)的發(fā)展。但是隨著列車(chē)速度的增加，種種與速度相關(guān)的問(wèn)題便隨之發(fā)生。高速氣流在受電弓上產(chǎn)生的氣動(dòng)力便是影響受電弓受流質(zhì)量的一大不可忽視的因素，如何在保持列車(chē)高速行駛的同時(shí)確保受電弓穩(wěn)定可靠地從接觸網(wǎng)集流成為了研究空氣動(dòng)力學(xué)和氣動(dòng)控制的核心問(wèn)題。
　　本文結(jié)合空氣動(dòng)力學(xué)理論對(duì)受電弓導(dǎo)流板進(jìn)行氣動(dòng)分析，在一般前緣厚、后緣尖的

2、導(dǎo)流板橫截面的基礎(chǔ)上創(chuàng)新性地提出前后對(duì)稱(chēng)的新翼型，并與引入的涵道進(jìn)行配合;利用CFD軟件對(duì)涵道式翼型進(jìn)行數(shù)值模擬，得出翼型在涵道中上下移動(dòng)時(shí)所受升力隨移動(dòng)距離的變化關(guān)系，為后續(xù)加入氣動(dòng)補(bǔ)償力進(jìn)行主動(dòng)控制的聯(lián)合仿真提供理論上的數(shù)學(xué)關(guān)系式。
　　要實(shí)現(xiàn)受電弓和接觸網(wǎng)的動(dòng)態(tài)耦合、仿真得出弓網(wǎng)接觸的動(dòng)態(tài)接觸力需首先建立接觸網(wǎng)、受電弓的簡(jiǎn)化模型:對(duì)于接觸網(wǎng)的處理采用解析的方式將接觸線的剛度變化情況轉(zhuǎn)化為其隨時(shí)間變化的函數(shù)關(guān)系式然后導(dǎo)入MAT

3、LAB/Simulink;受電弓的處理則利用Solidworks與SIMPACK的軟件接口將在Solidworks環(huán)境中建立的受電弓三維實(shí)體模型導(dǎo)入到SIMPACK中，在SIMPACK環(huán)境中建立三維實(shí)體模型，定義模型中相關(guān)參數(shù)，包括受電弓各部件的重量、部件之間的鉸接和約束、轉(zhuǎn)動(dòng)副的摩擦阻尼以及驅(qū)動(dòng)力矩等。通過(guò)SIMPACK與MATLAB/Simulink的軟件接口進(jìn)行交互實(shí)現(xiàn)SIMAT聯(lián)合仿真，系統(tǒng)的弓網(wǎng)接觸力以及氣動(dòng)補(bǔ)償力的加入與必要

4、的控制在MATLAB/Simulink中進(jìn)行。在不加入氣動(dòng)補(bǔ)償力時(shí)分析既有弓網(wǎng)系統(tǒng)的特性，設(shè)定不同弓頭彈簧剛度仿真得出各情況下的弓網(wǎng)接觸力，并通過(guò)弓網(wǎng)接觸受流指標(biāo)對(duì)弓頭彈簧剛度的選擇進(jìn)行優(yōu)化分析，確定最佳弓頭彈簧剛度。
　　最后加入氣動(dòng)補(bǔ)償力后分析弓網(wǎng)系統(tǒng)特性，分兩種情況對(duì)弓網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行聯(lián)合仿真:涵道固結(jié)于平衡臂和涵道固結(jié)于車(chē)體?；诘谌滤龅囊硇蜕﹄S其在涵道中移動(dòng)距離的變化關(guān)系以及相關(guān)的空氣動(dòng)力學(xué)知識(shí)在兩種情況下進(jìn)行聯(lián)合仿真得