《基於氣動彈性理論的弓網系統動力學研究》是依託西南交通大學，由楊翊仁擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：基於氣動彈性理論的弓網系統動力學研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：楊翊仁
- 依託單位：西南交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
高速鐵路已成為我國鐵路運輸發展的主流。高速弓網系統是高速列車的動力輸送裝置，受電弓與接觸網之間的接觸狀態的好壞將直接影響機車的受電質量。氣動力是高速弓網結構上的主要外激勵力。詳細了解氣動環境下高速弓網的動力學行為具有重要的理論意義和良好的工程套用前景。本項目擬從氣動彈性力學的角度來研究氣動環境下高速弓網系統的動力學行為，以期揭示氣動力對高速弓網結構動力學回響特性的影響機理，為高速弓網系統的氣動彈性設計和安全運行分析提供理論依據。本項目擬研究的主要內容為：（1）高速弓網氣動彈性耦合系統動力學模型的建立；（2）弓網系統氣動彈性回響計算方法的建立；（3）不同流場條件下弓網系統氣動彈性回響特性分析；（4）結構參數對弓網氣動彈性系統回響的敏感性分析等。
結題摘要
列車高速運行時，氣動力對受電弓接觸網系統回響有重要影響，將直接影響弓網接觸性能。本項目從氣動彈性力學的角度出發，針對氣動環境下高鐵弓網系統的氣動彈性特性、弓網系統的氣動彈性回響以及弓網系統的接觸關係等直接影響車輛運行安全的問題開展基礎性研究，為高鐵弓網系統的氣動彈性設計和安全運行分析提供理論依據。主要內容包括：(a)高速弓網氣動彈性耦合系統動力學模型的建立；(b)弓網系統氣動彈性回響計算方法的建立；(c)不同流場條件下弓網系統氣動彈性回響特性分析；(d)結構參數對弓網氣動彈性系統回響的敏感性分析。取得的主要成果是：從氣動彈性力學角度出發，採用動態子結構方法結合弓網接觸力、接觸點位移作為子結構對接協調條件建立了一種新型的弓網系統動力學模型，該模型可以考慮弓網結構上的氣固耦合效應以及弓、網接觸處的摩擦效應；採用數值仿真得到的氣動力升力、阻力係數，基於Den Hartog 垂向舞動機理，分析了覆冰接觸網的穩定性，得到了臨界狀態下的初始凝冰角；採用維數分裂法結合投影方法，建立了不可壓縮三維流場的數值仿真方法；基於前述弓網系統氣動彈性新模型，建立了脈動氣動力載荷作用下弓網系統的動態接觸壓的數值仿真分析方法，採用頻譜理論和特徵分析理論來分析不同流場下的弓網氣動彈性回響特性和弓網接觸壓力的變化特性；針對受電弓開口或閉口運行、升弓角、弓網接觸摩擦係數、接觸網覆冰參數等等進行了變參分析，給出了參數變化對系統氣動彈性回響的影響規律。
