高寒環(huán)境下受電弓導(dǎo)流罩力學(xué)性能研究.pdf

1、受電弓是高速列車的重要組成部分,在列車運(yùn)行過程中,受電弓受氣流作用會產(chǎn)生隨著速度增加而迅速增加的氣動力和噪聲,在受電弓區(qū)域引入外形適當(dāng)?shù)膶?dǎo)流罩,可以有效的降低受電弓設(shè)備產(chǎn)生的氣動噪聲及氣動阻力,這對列車速度的提高以及高速列車的推廣都會起到很大的推動作用。為了推廣列車在高寒地區(qū)的運(yùn)行,現(xiàn)對受電弓導(dǎo)流罩在低溫下的力學(xué)性能進(jìn)行研究。
　　本文采用有限元模擬和試驗(yàn)兩種研究方法對復(fù)合材料受電弓導(dǎo)流罩材料的力學(xué)性能進(jìn)行研究。建立了酚醛樹脂基復(fù)

2、合材料層合板周期性單胞三維(3D)有限元模型,對單胞施加周期性邊界條件,同時(shí)保證了周期性單胞邊界面的應(yīng)力和應(yīng)變的連續(xù)性。模擬了常溫和-50℃低溫環(huán)境以及改變樹脂材料模量三種情況下層合板拉伸、壓縮和剪切的漸進(jìn)損傷過程。引入合適的損傷起始和損傷擴(kuò)展準(zhǔn)則,預(yù)測了層合板在三種載荷下的破壞過程并得出了有限元模擬的強(qiáng)度和模量值,并與層合板在常溫和低溫下的試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比,進(jìn)一步討論了影響酚醛樹脂基復(fù)合材料層合板低溫力學(xué)性能的因素,同時(shí)也證明了分析

3、方法的正確性。
　　對受電弓導(dǎo)流罩用材進(jìn)行了試驗(yàn)研究,并將-50℃低溫的試驗(yàn)數(shù)據(jù)和常溫的試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行了比較,得出了材料在-50℃低溫下力學(xué)性能優(yōu)于常溫的結(jié)論。
　　在常溫和低溫環(huán)境下,對受電弓導(dǎo)流罩進(jìn)行在最惡劣的兩種載荷工況作用下的靜力分析,證明導(dǎo)流罩滿足低溫環(huán)境下運(yùn)行的強(qiáng)度要求。
　　通過本文研究發(fā)現(xiàn),受電弓導(dǎo)流罩所用酚醛樹脂基纖維增強(qiáng)復(fù)合材料在低溫下力學(xué)性能會得到改善,為受電弓導(dǎo)流罩在低溫下的使用提供了試驗(yàn)和有限元