160 km/h市域快线架空刚性接触网系统设计方案研究

架空刚性接触网作为传输列车牵引电能的载体及受电弓滑动取电的机械滑道,是市域快线供电系统的重要组成部分。为保证其能够持续、稳定、可靠地向列车传输电能,文章以国内第一条采用架空刚性接触网授流、速度高达160 km/h的全地下市域快线——广州地铁18号线为例,在分析其架空刚性接触网设计要求的基础上,采用理论计算、有限元仿真等技术手段对架空刚性接触网设计方案进行全方位研究,确定悬挂方式、导高、标准跨距、锚段长度、拉出值布置方案,以及分段绝缘器、膨胀元件及弹性线夹等关键设备的选型要求,并通过仿真及工程实例验证设计方案的有效性,以期为类似工程提供参考和借鉴。

城市轨道交通运营后期弓网异常磨耗整改及预防措施

目前,刚性接触网在城市轨道交通中应用较广,其异常磨耗问题大部分出现在运营初期,即新线刚开通阶段或者有延伸线刚开通阶段,一般与设计、施工等因素有关,其解决方向和思路较明确,但小部分出现在运营后期。文章针对沈阳地铁运营后期弓网异常磨耗发展过程,分析和探讨弓网异常磨耗产生的原因,并提出整改及预防措施。

大断面刚柔混合衬砌渠道接触特性的有限元分析

近年来刚柔混合衬砌渠道发展迅速,这种渠道为混凝土衬砌板-复合土工膜-渠基土壤为一体的全断面衬砌结构,而混凝土衬砌板与复合土工膜、复合土工膜与渠基土壤的接触特性直接影响着工程的稳定性。本文针对引额济克大断面梯形刚柔混合衬砌渠道,在室内试验的基础上,基于弹塑性力学基本理论、应变软化基本理论和邓肯-张基本理论,采用有限元方法对刚柔混合衬砌渠道的接触特性进行了数值模拟,得出了复合土工膜与渠基土壤结构接触面的剪切变形和位移的分布规律。模拟结果表明:最大位移和应力变形发生在渠道坡板与底板交界处,说明在交界产生应力集中现象;应力值随渠道断面高程增加而减小,自重效应明显,渠道混合衬砌结构所承受的应力和变形在合理范围内。上述结果可为分析和评价刚柔混合衬砌渠道边坡稳定性提供依据。

铜材接触线扩展挤压成形的三维有限元数值模拟

根据有限变形刚粘塑性有限元理论,基于DEFORM-3D软件平台,对接触线在模腔中扩展挤压成形过程进行了三维有限元数值模拟,获得了扩展挤压成形过程的应力场、应变场、温度场和速度场分布,并揭示了金属流动规律,从而为模具设计提供理论依据。

轴压杆件刚性约束屈曲变形的连续过渡

从杆件整体变形连续的角度,研究了轴压杆件与刚性约束构件之间一阶模态点接触、一阶模态线接触、线接触屈曲的连续过渡。在小挠度变形假设下,推导了轴压杆件一阶模态线接触、线接触屈曲变形二阶平衡微分方程的解答。根据变形的连续性,经过理论分析得出,当杆件一阶模态点接触变形的中点曲率为零时,杆件由一阶模态点接触连续过渡到一阶模态线接触;当杆件一阶模态线接触变形的线接触区域发生一阶屈曲模态时,杆件由一阶模态线接触连续过渡到线接触屈曲。

基于ABAQUS的刚柔混合衬砌渠道接触特性分析

在室内试验的基础之上,基于弹塑性力学基本理论、应变软化基本理论、邓肯-张基本理论,采用有限元分析软件ABAQUS对刚柔混合衬砌渠道接触特性进行数值模拟,得出了复合土工膜与渠基土壤结构接触面剪切变形和位移的分布规律。计算结果表明:最大位移和应力变形发生在渠道坡板与底板交界处,说明在交界处产生应力集中现象,应力值随渠道断面高程增加而减小,自重效应明显。其所承受应力及量级和变形分布规律在合理范围内,渠道结构达到了安全要求,计算成果可信,可为分析和评价刚柔混合衬砌渠道边坡稳定性提供依据。

单轨跨座式轨道交通接触网部件国产化研究

本文介绍了在国内首次采用的单轨跨座式城市轨道交通的基本特征 ,对该系统接触网主要部件国产化研制项目中技术条件的确定、产品开发设计及制造等关键技术进行了论述。该项目的研制成功对我国首条单轨跨座式城市轨道交通的建设有着重大意义 ,填补了我国城市轨道交通领域内的一项空白。

基于虚拟样机技术的刚性接触网故障的研究

随着各地铁线路长时间的运营,刚性接触网出现了各种类型的故障,并给地铁的实际运营造成了很大的困扰[3-4]。针对刚性接触网常见的接触线脱槽和支撑倾斜两类故障,利用虚拟样机技术,建立弓网故障模型,分析了它们对弓网接触力的影响。基于希尔伯特-黄变换,提取并分析了接触力的故障频率特征。

架空刚性接触悬挂预埋滑槽研究

对采用预埋滑槽进行架空刚性接触悬挂的方案及相关产品进行研究,通过应力分析、位移分析及关键产品验证证明该方案具有一定优势,可延长隧道使用寿命,降低施工成本,提高设备安装效率和安装精度,便于运营维护及设备维修。

接触点电流对滑板磨耗的影响

地铁普遍使用刚性接触网作为牵引供电网络的载体,与列车上方的受电弓滑动接触,完成地面与车辆所需电能的传输。受电弓滑板与刚性接触网接触线存在载流摩擦磨损问题。本文主要研究典型工况下电流分布情况,利用数学统计学原理建立地铁电流与速度的数学模型,计算地铁列车在不同运行阶段下速度与电流的关系,通过受电弓与刚性接触网的载流摩擦磨损实验,比较不同工况下的滑板实际磨耗,从而找到磨耗较小的优选工况。

浅谈刚性悬挂接触网施工

天兰线新增第二线兰州至定西段电气化接触网工程中的十里山、新东岗镇隧道进行了我国铁路隧道内接触网刚性悬挂试验。该试验的成功运用,将填补我国铁道电气化接触网在隧道悬挂方式中没有刚性悬挂的空白,对目前国铁线路中的低净空隧道接触网架设提供了良好的解决方案。

快速刚性接触网锚段关节适应性研究

自时速120 km刚性接触网建设以来,膨胀接头得以引进并经多个项目应用实践,鉴于在实际运行中其未能达到预期效果,本文基于全三维刚性接触网弓网仿真平台CRPS,深入研究并提出快速刚性接触网锚段关节适应性方案。经北京大兴国际机场线实车检测对比验证,该方案完全满足时速160 km及以上快速运行要求。

地铁刚性接触网分段绝缘器改绝缘锚段关节方案研究

通过对比刚性接触网分段绝缘器及绝缘锚段关节的优缺点,结合理论研究及现场试验,探讨绝缘锚段关节替代分段绝缘器方案,验证在电位差较小、具备安装空间、运行强度低的折返线上采用绝缘锚段关节形式电分段的可行性。

城市轨道交通低净空区段刚性接触网悬挂解决方案

对城市轨道交通低净空车站刚性接触网安装方案进行研究,分析各安装方案的适用范围及存在的不足,提出了适用范围更广的低净空区段刚性接触网安装方案,提高了接触网系统可靠性,减小维护难度,对解决城市轨道交通低净空区段刚性接触网安装的工程难题具有积极意义。

高速刚性悬挂接触网弓网动态仿真模型优化研究

随着刚性接触网线路上列车的运行速度逐步提高,对弓网动态性能的要求也更高,良好的弓网接触力能保证电力机车持续取流。利用弓网仿真技术可以方便高效获取弓网接触力,因此有必要对弓网仿真模型建模方法进行研究,建立高精度弓网仿真模型,获取精确的弓网接触力。本文基于力学理论与有限元理论建立汇流排、悬挂装置、锚段关节等仿真模型,依托北京地铁大兴机场线开展实测对比验证,为探究更高速度等级的受电弓与刚性接触网系统提供理论支撑。

刚性架空接触网采用新型复合导电轨技术可行性研究

为了能更好地解决接触网载流系统的耐磨性和载流问题,基于刚性架空接触网载流系统现状,提出了一种新型钢铝复合导电轨技术,确定了新型复合导电轨的结构形式,对比分析了经济效益,论证了在刚性架空接触网系统中采用新型钢铝复合导电轨的可行性。

时速120~160公里刚性接触网定位线夹刚度研究

刚性接触网是城市轨道交通系统的重要组成部分,其与受电弓相互接触实现电能传输。刚性接触网定位线夹刚度值会对弓网动态性能产生显著影响,进而影响弓网系统的运行安全。本文利用弓网仿真技术对时速120~160 km刚性接触网不同跨距时的定位线夹刚度进行研究,根据弓网动态性能评价指标,分析比较不同仿真工况的计算结果,得出时速120~160 km刚性接触网定位线夹刚度最优取值,为后续工程实施提供参考。

刚性接触网磨耗分析

以国内第一条采用刚性接触网的广州地铁2号线为例,通过分析发现开通后的6年时间里,出现最严重的问题就是接触线的磨耗。阐述磨耗产生的原因,对如何缓解磨耗提出建议。

深部盾构斜井管片衬砌内力分析

以神华新街煤矿深部盾构斜井为工程背景,运用有限元软件ANSYS,建立管片衬砌-斜井围岩的二维模型,研究了衬砌围岩间两种接触作用和管片衬砌两种接头刚度模拟方式对斜井衬砌受力特性的影响。结果表明:在煤矿盾构斜井计算模型中,由于摩擦系数取值随意性大且计算收敛性差,衬砌围岩之间采用节点位移耦合接触作用更为合理;由于非线性抗弯刚度一般根据管片接头试验取值,计算结果相对合理,管片衬砌应采用非线性接头刚度。

刚柔过渡装置端头处接触线脱落原因分析与对策

本文针对刚柔过渡装置端头处接触线脱落的问题展开研究,通过理论计算、有限元分析及试验验证对刚柔过渡端头处汇流排及其连接紧固件进行静态力学分析,找出接触线脱落的原因并提出有效可行的对策。