详情

原文传递新疆百里风区接触网行为探讨

论文题名：	新疆百里风区接触网行为探讨
关键词：	百里风区;接触网;电气化铁路;大风天气;仿真模型;行为分析
摘要：	新疆百里风区的大风，给电气化铁路的设计与施工造成了巨大的困难;对正在运营的线路造成巨大的干扰。　　本文以新疆百里风区的大风天气为研究背景，在对百里风区的气象、地理资料进行搜集和整理后，提取出本文探讨需要的气象条件。在平均风速50m/s，平均风速10m/s、无冰，平均风速10m/s、覆冰三种条件下，研究接触网的静态行为。利用ANSYS软件建立接触网仿真模型;同时以4阶AR模型为基础，在MATLAB软件上模拟出脉动风速，并与平均风速迭加合成自然风速。将自然风速和平均风速以风负载的形式分别单独施加给接触网仿真模型，提取接触线跨中和定位点处三个方向的位移响应，研究接触网的动态行为。　　经过对比，认为接触线Z方向位移响应最大点位于接触线跨中。以接触线跨中为研究对象。在自然风速、平均风速两种条件下，风速值从10m/s增加为50m/s时，三个方向的位移响应都增加，Y方向位移响应最大值增加最多，分别增加了67.75倍和51倍;覆冰后Y方向的位移响应最大值分别增加了5.5倍和6.23倍，X方向和Z方向上的位移响应最大值都有所减小。但是，Z方向上的位移响应最大值始终是三个方向上最大的。原因是Z方向上没有力去平衡风负载对接触线的作用;X方向上存在接触线张力沿X方向的分量，该分量的值与接触线张力非常接近;Y方向一直存在重力。　　风速值相同的情况下，自然风速引起的位移响应最大值大于平均风速引起的位移响应最大值。这是因为自然风速中含有脉动风速。在百里风区及类似于百里风区的地区进行接触网设计、施工时，必要的结构容量校核外，必须考虑自然风速中的脉动风速对结构的影响。　　通过模态分析，发现接触网的3阶-10阶模态固有频率值非常接近，接触网的振动非常复杂，振动方向有横向，垂向，以及横向和垂向的耦合。接触线的自振频率为4.7Hz，自振周期小于0.25s，所以不需考虑接触线的顺风向风振。但是接触线的雷诺数，均小于3×105，可能发生微风共振。横风向邓哈托系数取-1、-2时，接触线发生驰振的临界风速为15.42m/s、7.71m/s。
作者：	吴芊
专业：	电气工程
导师：	吴积钦
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文