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基于ADAMS+ANSYS的弓网接触仿真研究
| 论文题名： | 基于ADAMS+ANSYS的弓网接触仿真研究 |
| 关键词： | 列车牵引动力;弓网接触;仿真方法;ANSYS有限元分析软件;ADAMS软件 |
| 摘要： | 列车牵引动力经历了蒸汽机车到电力机车的几代发展，电力机车和电动车组所使用的电力牵引正逐渐成为列车的主要形式。电力牵引就需要高质量的电力传导，电力机车和电动车组的牵引动力就是通过受电弓从接触网上传导下来的。受电弓成为机车和动车组的重要部件，同时随着列车的提速和高速铁路的发展，受电弓和接触网之间的动态受流性能正逐渐成为制约列车运行速度的一个重要因素。于是对弓网间接触关系的研究也收受到越来越多的关注。对弓网接触的研究主要有两种形式，即线路实测研究和仿真研究。线路实测研究成本高、周期长、可重复性低，其使用受到制约。仿真研究不受环境影响、可重复性高，其在对受电弓的研究中使用越来越多。本文即是采用仿真方法对弓网接触进行研究。 针对受电弓/接触网接触的仿真研究主要采用的是动力学方程和数值分析的方法。而更为直观和相对准确的三维可视化仿真研究还相对较少。本文采用国产某型高速受电弓的三维实体模型进行动力学分析。由于接触网是一个弹性体结构，所以本文对接触网弹性体的建模方法进行了研究，在ANSYS中研究了某型接触网模型的静态特性和模型约束方式。同时为了寻求用于弓网接触研究的完整模型，本文研究了在ADAMS中进行刚柔耦合动力学分析的方法，和ANSYS输出可用于ADAMS中使用的接触网柔性体模型的方法。在ADAMS中完成弓网模型的仿真建模和关系约束。 不同于传统机车的受电弓，高速受电弓的弓头都加有弓头弹簧，其对于改善弓网接触质量效果明显。运用以上的刚柔耦合模型，研究受电弓弓头弹簧的特性。对应于特定的接触网/受电弓系统，不同的弓头弹簧刚度下弓网接触力振动特性也不同。在一定的弓头弹簧刚度下，弓网接触质量最好。通过改变模型中弓头弹簧的刚度可以进行弓头弹簧的优化设计。 对弓网接触的研究一般只限于受电弓和接触网两个部件，假设受电弓是平稳运行的，而实际运行中，受电弓自身坐落在车体顶部，车体的振动会对受电弓造成一定的影响，从而影响弓网接触。为对弓网接触进行更精确的仿真，需要将车体振动的影响考虑到弓网接触模型中去。本文在以上模型的基础上，增加车体模型，并在受电弓和车体之间加载了线路实测的车体振动垂向加速度。这样弓网系统就不再是一个孤立的系统而计入车体振动成为一个列车线路的系统，从而从整体上得到弓网接触的情况，并分析车体振动对弓网接触的影响。弓网接触纳入整列车和线路的系统中研究是研究发展的趋势。 |
| 作者： | 唐相营 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 王月明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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