接触网波速的仿真识别及试验验证
2018-08-09莫志刚
中国铁道科学 2018年4期
关键词:振动
莫志刚,邹 栋,周 宁
(1.华中科技大学 土木工程与力学学院,湖北 武汉 430074;2.西南交通大学 牵引动力国家重点实验室,四川 成都 610031)
对于电气化高速列车,安装于列车顶部的受电弓在静态抬升力作用下升至架空接触网,实现滑动接触过程中的电能传输。而弓网系统取流质量的好坏,与其动力学性能直接相关[1]。就接触网而言,其动力学性能受接触网单跨内刚度分布和弹性振动(简称波动)传播的影响[2]。在高速运行条件下,波动传播成为影响弓网系统取流质量的主导因素。 同时,作为接触网弹性和惯性的综合度量因子,波动速度对接触网风振特性[3]和几何参数[4]同样存在显著影响。
就接触网波动现象而言,Dahlberg研究了欧拉梁上波动传播对梁变形的影响,开创了基于梁模型研究接触网波动现象之先河[5];Aboshi等则研究了弓网接触压力受弹性波干扰时的变化规律[6];Takamassa, Manabe等则依据行波动力学理论,主张在接触网或受电弓上安装阻尼器以抑制弹性波对弓网相互作用的影响, 从而提升弓网受流质量[7-8];Zhou采用数值仿真技术,在研究接触网的波动传播特征参数的基础上,提出了改善接触网波速利用率的主要途径[9]。针对接触网波速识别,常丽将吊弦对接触线、承力索的作用简化为外加集中力和惯性力,采用欧拉梁模型等效接触线、承力索,基于模态叠加法推导了接触网的波速公式[10];类似地,刘志刚将接触网等效为带张力的欧拉梁,研究接触网波速受气动阻尼影响的变动规律[11];……
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