基于柔性管线分析理论的轨道车辆跨接线束IPS设计及可靠性研究

传统轨道车辆跨接线设计只考虑跨接线缆接头,线束布置、优化、干涉和失效需要实车台架验证,设计周期长,失效风险大。本文基于柔性管线分析理论(Cosserat Rod)对轨道车辆跨接线束进行工业路径解决方案(IPS)优化设计,通过利用CATIA建立轨道与列车动力学约束、运动模型,从而获得IPS运动仿真模型,得到不同载荷和加速度下的跨接线束的变形规律及失效位移。对普通弯道R76轨道、S型弯道R110进行仿真测试,并对R76轨道进行台架实验。研究结果表明:R76工况最小弯曲半径为65 mm,R110工况最小弯曲半径为69 mm,均大于设计要求的3倍线缆直径60 mm;R76,R110工况最大端部拉扯力分别为21 N和20 N,满足设计要求;R76,R110工况与轨道最小距离大于69 mm,台架测试可靠率达到92%。说明采用IPS设计跨接线缆能够满足设计要求,具有较高的可靠性。