高速受电弓振动特性分析

来源 :北京工业大学 | 被引量 : 2次 | 上传用户:lee419444083
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随着高速列车运行速度的提升,弓网耦合振动问题备受关注。在列车行驶过程中,弓网共振是引起受电弓与接触网振幅增大的主要原因之一,可能导致弓网离线、受流质量降低,甚至损坏受电弓和接触网。因此,受电弓振动特性分析,对于未来电气化铁路的弓网优化设计至关重要。以DSA380型高速受电弓为研究对象,本文进行其固有振动特性的有限元仿真分析与振动特性实验,获取了整弓和弓头-框架子结构的固有振动特性。主要研究内容包括:(1)高速受电弓振动特性有限元仿真。基于Abaqus有限元仿真平台,建立DSA380受电弓振动特性简化分析模型。对弓头、框架及受电弓整体结构进行了振动特性分析,研究了简化连接形式(固定模型、铰接模型和铰接-弹簧模型)和质量补偿对受电弓固有频率和振型的影响。结果表明:弓头振动特性体现出低频刚体振动和高频柔性弯曲振动;框架除升降弓运动之外,主要体现出柔性弯曲振动;不同的部件连接简化和质量补偿均对受电弓振动特性有明显影响。(2)高速受电弓振动特性实验测试。在五种实验工况的条件下,进行了弓头和框架的振动模态实验,并分析了升弓高度和边界条件对受电弓振动特性的影响。结果表明:升弓高度对弓头振动特性的影响可以忽略,边界条件对低频段的弓头刚体振动影响较大;升弓高度和边界条件主要影响框架的30Hz以下低频段振动特性,对30Hz以上高频段振动特性影响可忽略;不同边界约束下,升弓高度对框架振动特性的影响程度不同。(3)基于振动特性分析的受电弓关键部件优化设计。将受电弓的关键部件视为梁结构,研究了截面形状、厚径比、长径比、质量分布4个因素对梁固有振动特性的影响。结果表明:截面形状、厚径比、长径比、质量分布对梁结构振动特性的影响均具有规律性,可用于受电弓关键部件的固有频率设计中。
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