黄 超，王安斌，何 宇，高 锋

(1.上海工程技术大学城市轨道交通学院，上海 201620；2.上海工程技术大学航空运输学院，上海 201620)

引言

滑动电接触点作为弓网系统的纽带，是高速列车中的重要部分。电流从悬链线传递到受电弓为传动系统提供持续动力，然而受电弓与接触网的相对运动导致的离线现象会加剧电弧侵蚀磨损[1-5]，严重时甚至会造成列车供电中断，丧失牵引力和制动力。在弓网系统中碳滑板的摩擦磨损国内外学者进行了大量研究，CHO等[6]提出非线性滴管法和时间积分法的有限元公式，比较了接触线上的模拟动态应变与直接测量应变，并验证了振动试验中受电弓响应频率<50 Hz时仿真模型的正确性，说明该方法可用于准确分析架空接触线对移动受电弓的低频动态响应；AMBROSIO等[7]对比了0～20 Hz频率范围内通用受电弓集总质量模型与物理原型的频率响应函数，研究了最小化碳滑板与接触网的接触力标准偏差，表明优化过程在标准悬链上改进现有设备性能的空间相当有限；WEI等[8]建立了计算磨损率模型，可大致预测接触线和碳滑板的磨损，给出了一种估计和预测碳滑板磨损轮廓的方法，结果表明，预测与实际磨损具有良好的一致性；周宁等[9]基于有限元法分析了弓头和接触网的相互作用，结果表明，频率高于20 Hz时，40～100 Hz的频率分量在碳滑板接触力和加速度频谱中占较大比重。

然而，上述研究多数基于弓网系统的磨损模型和碳滑板低频振动响应得出的结论，当碳滑板在高速运行时弓网系统产生特定形态的振动，其中有害的高频振动也会间接引起或加剧碳滑板的异常磨损[10]。目前，受电弓碳滑板高频振动与异常磨损形态的研究较少，因此研究和抑制弓网系统中碳滑板的有害高频振动，确保受电弓与接触网之间的合理运动与匹配具有重要意义。

本文利用理论与实验相结合的模态分析，将受电弓碳滑板的模态参数与异常磨损形态对比分析，得出引起异常磨损的有害高频振动范围，并采用多参数法对碳滑板优化设计，为受电弓碳滑板的异常磨损研究提供可行性思路。

1 受电弓动力学模型及运动微分方程

受电弓是安装列……