环境风下高铁双弓-网系统动态受流特性研究

为了研究环境风对高速铁路双弓-网系统动态受流性能的影响,首先,以位于我国西部大风区的兰新高铁为研究对象,基于模态分析法建立双弓-网耦合系统模型;其次,运用空气动力学理论推导作用于接触网线索上的环境风载荷;然后,考虑横风向空气阻尼的影响,探究空气阻尼作用下双弓受流特性;最后,采用4阶自回归(autoregression,简称AR)模型建立接触网沿线脉动风场,着重分析风速和风攻角对双弓受流的影响。结果表明:横风向空气阻尼对双弓受流产生的影响较小;脉动风下风速越大则风向越趋于垂向,双弓受流性能更易恶化;后弓受流性能相较前弓对风速和风攻角的变化更加敏感。双弓-网系统风振响应分析可为优化风环境下弓网受流质量和接触网防风参数设计提供参考。

兰新高速铁路双弓-网系统动态耦合性能研究

为保证高速铁路弓网系统电能供应稳定性,基于弓网动力学理论对采用双弓受流方式的弓网系统动态受流特性进行了研究。以兰新高铁双弓网系统为背景,利用模态分析法建立了接触网和受电弓动力学模型,并在弓网动力学方程中添加前弓激励项进行了修正;通过分析高速动车组在不同车速和双弓间距下的弓网接触压力变化规律,从机械振动机理的角度对双弓-网间接触压力振荡特性进行了解释,得到了高速运行状态下的双弓-网系统动态受流特性。研究结果表明:随着列车运行速度的提高,前、后弓接触压力的振荡幅度均有不同程度的增加,后弓的受流质量受车速的影响更为显著;双弓运行时,不同双弓间距对前、后弓的影响程度不同,后弓受双弓间距的影响更为显著,选取合适的双弓间距可有效提高后弓受流稳定性。

高速铁路接触线垂向不平顺影响下的双弓-网动态特性研究

为研究接触线垂向不平顺对双弓-网系统尤其对后弓-网系统的影响,建立基于模态分析法的双弓-网耦合系统模型;在合理引入接触线不平顺数据基础上,分析单波长不平顺及组合波长不平顺对弓网接触力的影响,进而以实际的高铁接触线垂向不平顺谱为基础,反演得到接触线不平顺时程;最后结合完备的弓网模型探讨实测接触线不平顺下的弓网动态特性。研究结果表明:接触线垂向不平顺波长大于跨距一半时对双弓-网系统的动态特性影响较小,小于吊弦间距时随着波长变小影响急速加剧,尤其当波长小于吊弦间距一半时将严重影响弓网受流;不平顺对前弓-网系统和后弓-网系统的影响不同,且组合波长不平顺减小了较小波长不平顺的影响;实测不平顺影响分析进一步说明在双弓-网系统动态特性研究中接触线不平顺影响不可忽略。