《環境風下高速弓網的滑動接觸特性及優配設計研究》是依託西南交通大學，由張靜擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：環境風下高速弓網的滑動接觸特性及優配設計研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張靜
- 依託單位：西南交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
隨著高速列車運行速度的不斷提升，強氣流擾動及弓網耦合振動對弓網滑動接觸特性的影響急劇增大，弓網運行面臨極大的挑戰，如何保證環境風下高速弓網系統具有良好的受流質量是保障高速列車運營安全亟待解決的問題。本項目將研究受電弓在不同運行工況下的氣流特徵，分析環境風和強氣流耦合作用的受電弓氣動載荷特性，分析接觸網環境風作用的氣動載荷特性，研究氣動載荷幅頻特性的演變規律；建立考慮受電弓和接觸網空間運動、流致振動、吊弦非線性和接觸副形貌特徵等因素的全空間高速弓網滑動接觸模型；研究流固耦合作用機理和耦合模式，分析受電弓和接觸網的流致振動效應，揭示流致振動對弓網滑動接觸特性及受流質量的影響規律；研究弓網系統參數和接觸副形貌特徵對弓網滑動接觸特性及接觸壓力的影響規律，最佳化高速受電弓的性能指標，研究弓網系統參數的優配方法，提出改善流致振動的弓網系統優配設計方案，並進行仿真試驗和台架試驗驗證。
結題摘要
隨著高速列車運行速度的不斷提升，強氣流擾動及弓網耦合振動對弓網滑動接觸特性的影響急劇增大，影響高速列車的運營安全。本項目採用數值模擬、台架試驗及線路試驗的方法，採用柔性索單元和非線性桿單元，建立了接觸網力學模型，採用流體誘發振動理論，推導了作用在接觸網上的氣動力，對隨機風場下接觸網風振行為和弓網受流特性進行了研究；建立了受電弓的氣動力模型，考慮流固耦合效應，分析受電弓不同工況下的各部件的氣動阻力和氣動升力；建立高速受電弓的非線性運動模型，分析了高速受電弓結構參數對高速受電弓動態抬升位移的影響，確定影響弓頭運動軌跡的關鍵參數；分析影響弓網接觸壓力波動的因素，研究了受電弓機械阻抗的特性，提出計及受電弓幅頻特性的弓網參數匹配方法。 本項目已發表論文12篇，其中，SCI收錄6篇，EI收錄6篇；SCI錄用論文1篇，EI論文錄用1篇；申請發明專利6項；培養研究生3名，其中，已畢業博士研究生1名，已畢業碩士研究生1名。項目的研究不僅提高弓網系統運行的安全性和可靠性，更為高速列車的平穩運行和運營安全提供保障，對於完善高速弓網系統動態特性的研究體系，保證高速弓網的穩定受流，降低高速鐵路維護成本具有重要的理論與實際意義。
