基于非线性理论的接触网找形方法研究

为快速、精准获得高速铁路接触网的初始平衡构型,实现非线性理论下的接触网找形。采用基于非线性理论的悬链线单元对接触网进行离散;在考虑接触网预弛度、坡度等边界条件下,基于悬链线方程和初始构型下的单元节点力平衡关系,建立弹性链型悬挂接触网的平衡构型求解模型,同时该模型适用于简单链型悬挂接触网以及接触网锚段关节的找形分析。结合算例进行验证,吊弦长度的计算结果与欧洲标准EN 50318—2018中参考数值具有良好的一致性,且相对误差均不超过0.7%,验证了本找形方法的准确性和实用性。

新型高速铁路接触网腕臂与定位装置研究

对现有4种典型腕臂及定位装置的结构特点进行分析,并利用ABAQUS软件对4种腕臂结构及定位装置在非工作支最大工作载荷下的应力及挠度进行校核。结果表明:各结构在该受力情况下均能满足铁路标准中规定的应力和挠度要求。吸纳现有腕臂和定位装置的优点,在设计原则指导下,以功能需求为出发点,从技术合理性、经济性、感观适宜性综合考量分析后,推荐一种新型腕臂结构及定位装置方案。采用集约化设计理念,使腕臂及定位装置结构更加简洁、合理,零部件数量减小,整套装置的内在质量和外观品质均有所提升,具有创新性、简约化、安全性、经济性和便捷性特点。利用有限元软件对该方案在应力和挠度方面进行校验,结果满足标准要求。

基于反步法的弓网系统接触力跟踪控制策略

针对高速列车实际运行时弓网接触力波动大而影响受流质量的问题,以受电弓理想弓头位移为控制对象,通过弓头位移间接实现对接触力的控制。采用一种非线性状态反馈的控制方法,将弓网系统的线性时变模型转化成级联形式,以反步法作为控制器设计的基本结构,为弓网子系统分步设计控制器。对于系统中不可测状态量,设计一种观测器对其进行重构,并证明了观测误差的全局渐近稳定性。仿真结果表明,所设计的控制器能够使接触力有效的跟踪到目标值,当运行速度为300km/h时,跟踪偏差仅3.01%,验证了该控制策略的优越性。

新型接触网支持和定位零部件研究

研究目的:随着我国高速铁路开通里程和运营时间不断增长,接触网零部件露出一些不足和改进空间。一是零部件技术来自于不同国家,存在零部件结构型式、规格及种类多样化,且互不相容;二是我国地大物博、自然环境复杂,基于原型技术的个别国产化零部件服役性能不高;三是核心零部件的升级、换代明显滞后,自主化程度极低。所以有必要对接触网支持和定位关键零部件进行探索研究,力争打造自主品牌,提高装备简统化水平和服役性能。研究结论:(1)通过对新型零部件性能、结构、材质及工艺等方面的深入研究,采用结构简约化、零件集成化设计理念,提出了具有完全自主知识产权的新型接触网零部件;(2)简统化水平和施工维护效率大幅提升;(3)零部件采用铰链抱箍、销轴铰接、精密锻造等先进技术,服役性能得以提升,全寿命周期成本更低,具有推广应用价值。

对铸造铝合金ZL114A熔炼工艺的改进

采用ZS-AJ10C精炼剂替代六氯乙烷,在铝液中加入0.1%的AlTi5B晶粒细化剂,并用氩气石墨精炼机进行二次精炼等工艺措施对ZL114A铸造铝合金熔炼工艺进行了改进。结果表明：采用改进措施后,可提高变质效果,降低铝液中铁元素与氢气的含量,显著改善ZL114A铸造铝合金液的质量,并可将回炉料的添加比例提高到70%~80%,增大了回炉料的使用率。

铝硅镁合金W型定位支座金属型铸造工艺改进

针对铝硅镁合金金属型铸件W型定位支座铸件存在的缺陷,从外在因素、内在因素进行了分析,明确造成铸件缺陷的环节。再结合零件结构特点和技术要求,根据多年铸造生产工艺经验,借助铸造模拟仿真分析支持,对工艺结构进行合理布局,将原来的底注式浇注工艺进行改进,采用斜浇道顶注,搭接式避渣系统,在顶部相应位置布置补缩冒口,内部质量显著提高,有效解决了产品在表面存在的气孔、夹杂等铸造缺陷。产品的成品率从50%提高至90%以上,生产效率显著提高,解决了W型定位支座铸造生产难题,实现了产品的批量化生产。

高铁腕臂系统定位支座铸造工艺设计

利用仿真技术研究高铁腕臂系统铝合金零件铸造充型流向、充型速度、凝固顺序、微观晶粒组织等,预测铸件在设计生产中可能存在的缩孔缩松、裹气、氧化夹杂、冷隔及浇不足等铸造缺陷,优化铸造工艺及模具结构,降低生产成本,规避设计风险,缩短研制周期,从而实现铸件生产的合格率、工艺出品率和生产效率的有效平衡和整体提升,增强了企业的竞争力。

工艺参数对接触网铝合金件微弧氧化的影响

针对目前既有开通高铁及客专电气化铁路接触网用铝镁硅铝合金铸锻件在复杂、特殊污染环境线路上出现的腐蚀现象,对其采取了表面微弧氧化防腐耐磨工艺处理,通过分析微弧氧化过程中处理液的成分、处理温度、电流密度、氧化处理时间及封闭工艺对微弧氧化膜层的影响,最终选择确定一种性能优良、工艺能耗低的铝镁硅铝合金铸锻件表面微弧氧化膜层制备工艺。

高速铁路接触网新型腕臂系统制造及安装

随着我国高速铁路的快速发展,对电力牵引供电工程的标准化提出更高要求。本文通过对新型腕臂系统与原有腕臂系统的对比分析,归纳总结新型腕臂系统的主要优点,描述了新型腕臂系统的生产、制造、装配过程中的质量控制要点,通过实际线路的应用,效果良好。新型腕臂系统的生产及应用对中国接触网系统标准化具有重要意义。

高铁接触网铝合金零部件微弧氧化防腐工艺的改进

针对高速铁路接触网铝合金零部件微弧氧化防腐处理未普及应用的现状,在微弧氧化挂具、定位销钉套筒的防护处理以及封闭工艺方面提出改进措施,可提高微弧氧化挂具的使用寿命和工艺成品率,并降低了铝合金零部件的生产成本。

四跨锚段关节中心柱定位器异常磨损分析

在已开通运营的高铁接触网维修检查过程中,发现四跨锚段关节中心柱定位器的定位钩与定位支座环口出现磨损现象。结合安装位置进行理论原因分析及实际运行工况试验模拟,确定可行的改进技术方案。采用调整拉出值的布置或优化改进定位钩开口方向的中心柱专用定位器,并在表面增加耐磨性好的微弧氧化耐磨层,进行实际工况耐磨性能模拟及型式试验验证,解决了定位钩与定位支座环口磨损问题。

高速铁路接触网新型组合式承力索座的研发

在分析现有套管座和承力索座运用状况基础上,从结构型式、集成组合、维护性能等方面,对产品的结构、材料、工艺及制造模具等进行深入研究,研发了新型组合式承力索座。其主要特点是采用组合式结构、铰链抱箍连接和锻造生产工艺,大幅减少了零件和紧固件数量,避免了铸造工艺存在的缺陷,并随着材料和制造工艺的改进,进一步提高了产品的综合性能。

铝合金接触网零件锻造自动化工艺关键点分析

铝合金以其质量轻、强度高、耐腐蚀性好等特点,成为高速铁路接触网腕臂定位的首选材料。随着简统化新型腕臂定位装置的推广应用,锻造铝合金连接件在高铁领域应用逐渐增多,由于铝合金锻造的工艺特殊性,在零件锻造过程中靠人工很难保证产品质量,必须使用自动化的生产线。本文根据具体工艺要求,针对铝合金锻造自动生产线自动化设计,分析了整个生产线的工艺流程,从可行性分析、产品优化设计、自动化工艺设计、自动喷雾润滑系统等关键项点进行了研究,为接触网铝合金零件锻造自动化工艺的实现提供了支撑。

接触网螺栓紧固力矩应用浅析

针对接触网的可靠性和安全性,从零部件螺栓连接角度进行分析探讨,对接触网螺栓连接受力情况分类说明,分析螺栓连接拧紧过程,阐述螺栓紧固力矩值确定的原理,介绍螺栓的标识,分析摩擦力与压紧力对压紧的影响。最后从施工安装和运营维护方面,制定具有针对性的工艺标准和检测方法。

一种铝合金定位销钉套筒失效原因分析及改进措施

高速铁路的特殊运营环境要求牵引供电系统中无备用的接触网系统在服役期间高安全、高可靠。本文基于在试验过程中发现试制样件在批量制造中出现的疲劳破坏状况,从疲劳寿命角度出发重新设计优化改进产品结构,确定了符合定位销钉套筒大批量生产制造的产品疲劳安全系数,用于产品可靠性试验验证,提升了产品实际疲劳寿命和安全使用寿命,保证了高铁运营安全可靠性。

城市轨道交通柔性接触网分段绝缘器的设计与应用

介绍了我国城市轨道交通柔性悬挂分段绝缘器的技术要求，使用类型，并对不同类型分段绝缘器的性能进行了对比分析，详细介绍了新研制分段绝缘器的组成、特性、技术创新，以及相对国内目前使用的同类产品所具有的优点。

高速铁路新型终端锚固线夹的研制与应用

国内外高速铁路接触网零部件中常用的3种终端锚固线夹在服役、结构、制造等方面各具特点,研制应用一种结构和制造工艺统一、性能和安全可靠性更高、安装简单的高速铁路终端锚固线夹势在必行,对确保高速铁路接触网安全运行具有重要意义。

高速铁路沿海区段隧道内防风拉线定位环腐蚀分析研究

国内某高铁线路为设计时速350km/h的高速客专线路,其腕臂定位零件采用铝合金材质.开通运营将近两年时间,其靠近沿海区段的隧道内部分铝合金零件出现了不同程度的腐蚀.根据现场调研,除沿海区段的隧道内铝合金零件出现腐蚀,其它隧道内外铝合金零件均完好.本文通过对沿海区段隧道内被腐蚀防风拉线定位环分析,得出接触网零件表面腐蚀产物、腐蚀机理、腐蚀性质、腐蚀原因、腐蚀深度、发展趋势及安全推算,对类似线路铝合金接触网零部件腐蚀原因分析也具有广泛的借鉴意义.

25kV柔性悬挂分段绝缘器电场分析及优化研究

为分析和改善分段绝缘器的电磁工作环境,在同相供电运行模式下,针对交流25 kV单相牵引供电系统,利用COMSOL Multiphysics有限元仿真软件对不同供电臂间分段绝缘器在不同工况下的电场进行仿真计算,得到了整体的电场、电势分布以及各关键部位的表面电场强度,并对其在稳态运行工况下的仿真计算结果进行海拔修正,最后对场强集中区域结构进行优化研究。结果表明:分段绝缘器消弧角顶部和长短滑板端部表面场强较高,长短滑板及其消弧角的最大场强均出现在顶端;将消弧角顶端结构设计为半径5mm及以上的球面结构,可以确保高海拔环境下场强处于较低值且为潮湿天气下的运行预留一定裕度。

高速铁路接触网新型腕臂连接器的研发

针对现有腕臂连接件组成结构复杂、紧固件数量多的特点,对产品的结构、材料、工艺及制造模具等进行优化,设计一种新型腕臂连接器,其主要特点是铰链连接和抱箍装配以及热模锻造工艺,减少了零件及紧固件数量,避免了铸造工艺的缺陷,进一步提高了零件强度和机械性能,减少施工安装及运营维护工作量。