原文传递
基于频率分析的高速铁路弓网参数匹配研究
| 论文题名： | 基于频率分析的高速铁路弓网参数匹配研究 |
| 关键词： | 高速铁路;受电弓;接触网;参数匹配 |
| 摘要： | 受电弓-接触网系统负责为高速运行的列车输送电能，随着列车的提速，弓网耦合系统的动态特性成为制约列车高速运行的关键因素之一。在深入研究弓网动力学特性的方法中，以数学模型为基础的计算机仿真法，投入少、见效快、可仿真各种情况下的动态特性，是研究高速弓网动态特性的主要途径。本文分别对接触网和受电弓模型进行再推导与修正研究，建立更为精确的弓网耦合动力学模型，并通过频率分析对高速铁路弓网参数的匹配关系进行研究。主要完成以下几个方面的研究内容: (1)将接触网看作欧拉-伯努利梁单元，建立接触网的力学模型，确立受电弓的三元质量块模型，通过罚函数法建立适合高速铁路的弓网耦合动力学模型。采用Newmark法求解耦合模型，模拟弓网间动力学特性，并利用EN50318标准对耦合模型进行对比分析，验证了弓网耦合动力学模型的有效性。重新推导作用在接触网上的空气阻尼，分析影响空气阻尼的因素，考虑空气阻尼的影响修正了接触网动力学方程。对考虑空气阻尼的弓网耦合动力学模型进行求解，探讨了在不同风速下空气阻尼对弓网动力学特性的影响。 (2)对列车高速运行时接触压力的变化特征进行分析，接着推导受电弓弓头振动在接触压力作用下的稳态幅频特性，以此为基础提出了受电弓参数与吊弦频率的匹配关系:在运行中受电弓通过吊弦处的频率若为，调整受电弓的参数，使受电弓的幅频特性在频率f处有极小值，能有效降低接触压力的波动，改善受流。逐一改变受电弓参数，分析受电弓的稳态幅频特性，可得受电弓弓头质量和刚度对受电弓幅频特性的影响明显。在建立的弓网耦合动力学模型中，分别调整受电弓弓头质量和刚度，统计分析接触压力数据，验证了匹配的效果。 (3)针对三元质量块受电弓模型参数固定的线性特性，重新推导受电弓的框架模型，并在平衡位置简化得到受电弓的动态等效模型。对动态等效模型进行特性分析，并研究受电弓框架的动态等效参数，拟合了受电弓参数随工作高度变化的曲线。考虑受电弓动态等效参数的影响修正弓网耦合动力学模型，研究不同车速下受电弓动态参数对弓网耦合动力学特性的影响。结果表明:考虑受电弓参数非线性使接触压力变化更加平稳，列车运行速度越高，受电弓非线性特性对接触压力的影响越大。最后利用受电弓参数与吊弦频率的匹配关系对修正后的弓网耦合动力学模型进行分析，验证了弓网参数匹配关系。 |
| 作者： | 姜静 |
| 专业： | 电气工程 |
| 导师： | 刘志刚 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
