Cf-Cu復(fù)合材料接觸網(wǎng)導(dǎo)線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及成型工藝研究.pdf

1、高鐵接觸網(wǎng)導(dǎo)線使用過程中承受著高電壓、大電流、高速摩擦、大懸掛張力等綜合作用。目前高鐵接觸網(wǎng)導(dǎo)線材料存在三個主要矛盾，即高強(qiáng)度與高導(dǎo)電性的矛盾，如純Cu、 Cu-Mg等導(dǎo)線;高性能與低成本的矛盾，如Cu-Cr-Zr導(dǎo)線;高速與輕量化的矛盾，如Cu-Sn導(dǎo)線。因此，高強(qiáng)、高導(dǎo)、輕量化的接觸網(wǎng)導(dǎo)線成為高鐵接觸網(wǎng)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。
　　本文依托中國鐵路總公司科技研究開發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目(2014J013-A)，通過有限元仿真技術(shù)和試驗(yàn)研究相結(jié)

2、合，開展了碳纖維增強(qiáng)銅基(Cf/Cu)復(fù)合材料接觸網(wǎng)導(dǎo)線研究，以碳纖維增強(qiáng)芯顯著提高導(dǎo)線力學(xué)性能和降低導(dǎo)線重量及成本、以銅基體保持優(yōu)異導(dǎo)電性，實(shí)現(xiàn)接觸網(wǎng)導(dǎo)線的高強(qiáng)、高導(dǎo)、輕量化的目標(biāo)。重點(diǎn)研究內(nèi)容和取得的成果如下:
　　(1)基于Ansys有限元分析，結(jié)合導(dǎo)線的實(shí)際服役條件，完成了碳纖維增強(qiáng)芯的受力分析和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并針對給定的碳纖維型號，計(jì)算出了增強(qiáng)芯的直徑及其碳纖維所占比例;
　　(2)采用Qform擠壓仿真分析技術(shù)，探討

3、了擠壓輪轉(zhuǎn)速、擠壓輪個數(shù)、送料孔個數(shù)、模具預(yù)熱溫度等對Cf/Cu復(fù)合材料導(dǎo)線成型質(zhì)量的影響，確定了合理的工藝參數(shù);
　　(3)提出了制備Cf/Cu復(fù)合材料導(dǎo)線的工藝路線，即上引連鑄-兩重絞合-連續(xù)擠壓-拉拔成形，重點(diǎn)分析了“兩重絞合”和“連續(xù)擠壓”對復(fù)合接觸線的影響，結(jié)果表明，碳纖維損傷程度、張力均勻性、對中性、主擠壓輪轉(zhuǎn)速和進(jìn)料孔數(shù)量對導(dǎo)線的綜合性能影響最大。
　　Cf/Cu復(fù)合材料導(dǎo)線在保證高性能的前提下，能夠?qū)崿F(xiàn)輕量化