高速及超高速弓網振動特性研究

《高速及超高速弓網振動特性研究》是依託西南交通大學，由張衛華擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：高速及超高速弓網振動特性研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：張衛華
• 依託單位：西南交通大學

項目摘要

在高速及超高速度運行條件下，研究列車-線路耦合振動對受電弓-接觸網系統振動特性的影響；研究接觸網和受電弓空間運動、結構彈性變形、高速滑動效應和氣流擾動對受電弓-接觸網系統動態行為的影響；建立考慮列車-線路-受電弓-接觸網-氣流耦合的大系統模型。研究接觸網結構的波動入射、波動反射和波動疊加規律，辨識接觸網結構的波動特徵、傳播規律和干涉機制；研究不同接觸網結構、線材和張力條件下精確的接觸網波速表達形式和波動速度；研究不同波速利用率下的弓網振動特性以及與受電弓臨界速度的關係，確定接觸網波速的利用率極限。研究不同速度、運行方向、車頂狀態和線路條件下弓網系統的氣動特性，確定其氣流特徵和演變規律；研究強氣流作用下受電弓和接觸網的流致振動效應，以及對高速及超高速弓網振動特性的影響；研究受電弓雙向運行的氣流差異、明線和隧道的氣流差異，以及不同氣流特徵對弓網動態特性及受流質量的影響規律。

結題摘要

結合中國高速鐵路的發展，針對高速列車運營過程中列車振動、氣流擾動以及接觸網波動等對弓網受流的影響，建立了車-線-弓-網-氣流耦合大系統動力學模型。研究高速列車振動以及橋樑振動對弓網動力學性能的影響，其中，列車/線路的動力學模擬採用了數值仿真以及混合模擬方法，考慮到受電弓質量相對較小，對列車振動的影響可忽略，因此，車體振動作為外部激勵傳遞給弓網耦合動力學模型；基於流固耦合技術，在每個仿真步長內進行了氣動力以及受電弓動態位移的互動計算，提出了流致振動條件下的弓網耦合動力學仿真方法，首次開展了列車在明線和隧道運行時，受電弓氣動行為以及弓網耦合振動行為的研究；建立了考慮垂向、縱向以及橫向的弓網耦合動力學模型以及基於AR模型建立了接觸網脈動風場，開展了列車在橫風中運行時，接觸網振動以及受電弓氣動力對弓網動力學的影響研究；建立接觸網波動特性仿真模型，揭示了鏈型結構懸索波動傳播、波動分散和波動匯合的振動規律，完善並建立了接觸網的波動理論，論證了接觸網波速計算公式的準確性和使用範圍。本項目的研究對於中國高速弓網系統的設計、開發和運用具有重要的理論和現實意義。