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受电弓基于振动测试的动力学建模及其非线性随机动力学特性分析
| 论文题名： | 受电弓基于振动测试的动力学建模及其非线性随机动力学特性分析 |
| 关键词： | 列车受电弓;振动测试;动力学模型;刚度特性;随机平均法;稳态响应 |
| 摘要： | 列车运行过程中，其上受电弓通过一定抬升力与接触网接触并获取电流，为列车的正常运行提供电能。受电弓是高速列车的关键部件之一，受电弓的动力学性能直接影响弓网间的受流质量。本文以DSA200型实物受电弓为研究对象，对其关键部件进行动力学性能测试建立其非线性动力学模型，并研究了计及各类随机影响因素时弓头悬挂子系统的非线性随机动力学特性。 实物受电弓结构复杂，整体模态分析困难而且没有必要。在列车运行过程中，受电弓弓头直接与接触网接触并且获取电流，是受电弓最为关键的部件。本文采用单点激振多点拾振的锤击法，首先对DSA200型受电弓（主要是弓头部分）进行模态实验，得到其固有频率、阻尼比、振型等动态特性。列车运行速度较低时，受电弓垂向位移较小，受电弓本身的非线性可以被忽略。然而随着列车速度的提高，受电弓垂向位移增大，受电弓本身非线性对动力学特性的影响逐渐增大。本文通过关键部件的振动测试建立受电弓的等效非线性动力学模型。依据弓头悬挂系统的结构几何关系，得到弓头悬挂的非线性刚度特性。受电弓框架结构复杂，通过自由振动周期法，测得其归算质量以及归算质量与升弓高度之间的关系。试验测得受电弓底座阻尼器的动力学特性曲线，得出阻尼器阻尼力的非线性、非对称性以及迟滞特性，建立与之相应的Besinger动力学模型。最后，建立计及各类随机激励时弓头悬挂子系统的非线性动力学模型。将弓网间接触压力简化为对弓头悬挂系统的周期和随机组合外激励，建立描述弓头悬挂动态行为的非线性随机微分方程。运用随机平均法得到弓头悬挂子系统的稳态响应统计量，并研究了刚度非线性强度对稳态响应的影响规律。 |
| 作者： | 宋亚轻 |
| 专业： | 一般力学与力学基础 |
| 导师： | 宦荣华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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