高速铁路接触网腕臂系统的力学特性
2021-06-06刘金增刘志刚储文平
西南交通大学学报 2021年2期
张 静 ,刘金增 ,刘志刚 ,储文平
(1. 西南交通大学机械工程学院,四川 成都 610031;2. 西南交通大学电气工程学院,四川 成都 610031)
随着高速铁路的迅速发展,对高速铁路接触网安全运营的要求也越来越高. 弓网的动态性能决定了电能传输的可靠性和供电质量. 接触网具有大跨度、高柔性的特点,对外部荷载的扰动非常敏感,在外部荷载(风载、覆冰、受电弓抬升力等)的作用下,接触网会出现振动现象[1-7]. 过大的振动会导致弓网系统的受流性能恶化,更容易引起接触网系统疲劳、受电弓离线等问题,严重时,甚至会发生刮弓事故.腕臂是接触网的支撑装置,对接触网起支持和定位作用,并且承受电气和机械载荷. 接触线和承力索承受的环境载荷会传递到腕臂,容易引起腕臂的疲劳和破坏.
目前,国内外学者对腕臂做了大量研究,但这些研究主要集中在接触网腕臂的检测方面[8],对腕臂的有限元分析计算不是很多,并且腕臂有限元计算都存在不同程度的简化[9-12]. 文献[10]腕臂结构的有限元模型采用梁单元BEAM188建立的,并编制了平腕臂的参数化分析程序,完成腕臂的模态分析. 文献[11]采用BEAM188建立有限元模型,对腕臂进行静力学和动力学分析,得到腕臂的最大应力和腕臂的模态以及谐响应分析,但衔接处的连接件(螺栓、定位环等)是一种简化结构. 文献[12]采用互推方法,给出一种腕臂系统应力传递的研究方法,并用试验完成有限元模型的验证. 但这些文献的研究都……
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