宋 伟

0 引言

随着国内铁路技术的发展，列车运行速度的提高，其动态环境急剧恶化，空气动力作用和轮轨间动力作用加剧，高速弓网受流问题复杂化，对受电弓-接触网的动态特性提出越来越高的要求。因此，在铁路高速化进程中，除了要研制高速机车车辆和线路结构外，还必须研究解决受电弓在接触网下的高速受流问题，研究弓网动力学特性和受电弓的气力学特性，只有这样才能使电力机车从接触网上可靠地获取电力能源。

本文就针对该问题，对受电弓的线性化模型的运动微分方程进行推导，与接触网的有限元模型一起建立受电弓-接触网系统垂向动力学模型，并利用中心差分法编写了数值仿真程序；研究了列车运行速度、接触网和受电弓参数对弓网系统动态接触压力的影响。

1 受电弓网模型及运动微分方程

1.1 受电弓模型及运动微分方程

国内电力机车上使用的受电弓多为单臂受电弓，在建立接触悬挂的振动模型时，大都考虑了受电弓的作用及其影响，在进行计算机仿真时，通常都要对受电弓的单元归算质量，因此目前研究受电弓的模型常采用归算质量模型，归算质量模型是利用动能等效原理将原结构简化成几个具有集总质量的模型。图1列出一些比较常用的受电弓模型。

图1 受电弓模型示意图

对于受电弓线性化模型的建立，主要是对框架结构的线性化处理。假定受电弓的基座固定不动（即不考虑机车的振动），把受电弓底座的转动换算到框架顶部的垂向运动。……