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受电弓动力学分析及模型修正研究
| 论文题名： | 受电弓动力学分析及模型修正研究 |
| 关键词： | 高速轮轨交通;受电弓;动力学分析;模型修正 |
| 摘要： | 受电弓作为高速轮轨交通中将电能从接触网传输到列车的核心装备，其结构动力学特性是影响弓网受流品质的关键因素之一。在列车高速运行过程中，不恰当的弓网动力学性能匹配将导致离线率增加，从而显著影响弓网受流品质，进而影响列车的正常运行。目前，有限元数值模拟方法已经作为一种重要的工具广泛应用于受电弓结构动力学研究，但由于受电弓加工、制造等过程中存在多种不确定因素，为进行可靠的动力学行为预测带来了一定的挑战，获得与实际相符的结构动力学模型便成为解决这一问题的重要手段。基于此，本论文开展了高速受电弓结构动力学分析与模型修正研究，主要内容如下： 首先，基于高速受电弓有限元建模方法建立了受电弓实体模型和归算三质量块模型，并进行模态分析，将归算三质量块模型计算结果与文献进行比较。综合考虑，选取模态信息更丰富的实体模型作为受电弓后续动力学分析的模型。 其次，将弓网接触力时程曲线通过傅里叶变换成频域曲线，进而将载荷作用在滑板不同位置进行动力学稳态分析。将弓网接触力时程曲线作用在滑板接触区域中心进行动力学时域分析，验证了时域分析结果的正确性。通过对简支梁进行移动载荷分析表明移动载荷施加方法具有可行性，进一步将弓网接触力时程曲线移动作用在滑板接触区域，提出的弓网接触移动力加载方式较为准确地模拟了实际弓网作用。 最后，基于虚拟激励法求解单点稳态激励下结构的响应功率谱密度，分别采用正则化方法对悬臂梁进行确定性模型修正和采用贝叶斯方法对三自由度系统进行随机模型修正，验证了两种模型修正方法的可行性。通过受电弓的自振灵敏度分析结果选取修正参数和其比较敏感的频率范围，对受电弓进行贝叶斯随机模型修正，数值结果表明修正后的理论响应功率谱密度和实测响应功率谱密度基本吻合。 综上所述，本论文针对高速受电弓实现了结构动力学分析和模型修正研究，提出了模拟弓网接触移动力加载方式，并使用不确定分析的贝叶斯方法对受电弓进行了模型修正研究，为后续受电弓和接触网的优化设计提供了支撑。 |
| 作者： | 黄钰婷 |
| 专业： | 工程力学 |
| 导师： | 赵岩 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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