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接触网—受电弓系统摩擦自激振动的初步研究
| 论文题名： | 接触网—受电弓系统摩擦自激振动的初步研究 |
| 关键词： | 电气化铁路;摩擦振动;复特征值分析;模态耦合;接触网-受电弓 |
| 摘要： | 随着国内铁路系统的飞速发展，电气化铁路在铁路网中占的比例越来越大。目前，国内大部分高速铁路都为电气化铁路。电力牵引机车在高速运行时，必须要可靠地从接触网上获得电能，否则将造成动力中断，影响正常的行车，还会造成电弧放电现象，加剧碳滑板和接触网的磨损。弓网的摩擦是铁路系统中最重要的滑动摩擦副。随着列车速度的增加，弓网系统的受流质量会下降。高速电气化铁路关键技术之一是如何保证在高速运行条件下弓网之间的接触力保持连续从而获得具有良好的受流质量。 由于弓网在运动过程中会持续产生电弧放电现象，有可能是摩擦引起的振动导致了弓网系统发生离线现象。载流摩擦磨损试验机上的试验结果表明，高速列车弓网滑动摩擦系数一般都达到0.3～0.4，在这样高的摩擦系数下，弓网系统有可能发生摩擦振动。本文从摩擦振动的角度出发，对接触网和受电弓之间的摩擦振动进行了初步分析，建立了弓网系统的有限元模型，研究了摩擦行为在弓网发生不稳定振动过程中的作用，得到如下结论： (1)计算结果表明，随着摩擦系数的增大，系统实部为正的复特征值增多，而且复特征值实部的值变大，说明随着摩擦系数的增加，系统发生摩擦自激振动的可能性增加； (2)摩擦系数制约着弓网系统的运动稳定性。模态耦合是弓网系统发生摩擦自激振动的原因，如果系统存在不稳定的振动模态，则存在一个临界的摩擦系数，当摩擦系数大于某个临界值时，系统相邻的两阶模态会发生模态耦合现象，导致系统发生不稳定振动； (3)升弓力矩对弓网系统的运动稳定性有着较为显著的影响，升弓力矩越大，弓网系统的复特征值实部越大，系统发生运动不稳定的可能性越大； (4)承力索和接触线两端的张力对弓网系统的运动稳定性有一定的影响，增大承力索和接触线两端的拉力会使弓网系统发生不稳定的振动的可能性增加。可以适当减小承力索和接触线两端的张力，以减小弓网系统发生摩擦自激振动的趋势； (5)吊弦的刚度对弓网系统摩擦振动的产生没有太大的影响。在实际工况下，可以适当的增加吊弦刚度，以增加接触网的整体刚度，减少离线的发生，改善受流质量； (6)速度对弓网系统发生摩擦自激振动的趋势影响较小。 |
| 作者： | 张岩 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 陈光雄 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2012 |
| 正文语种： | 中文 |
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