受電弓氣動補償翼板的仿真與應用研究.pdf

1、目前中國的高速鐵路正蓬勃發(fā)展，列車最高運營速度也不斷被刷新，高速動車組為人民的出行提供了極大的便利也極大地促進了經濟的發(fā)展。但是隨著列車速度的增加，種種與速度相關的問題便隨之發(fā)生。高速氣流在受電弓上產生的氣動力便是影響受電弓受流質量的一大不可忽視的因素，如何在保持列車高速行駛的同時確保受電弓穩(wěn)定可靠地從接觸網集流成為了研究空氣動力學和氣動控制的核心問題。
　　本文結合空氣動力學理論對受電弓導流板進行氣動分析，在一般前緣厚、后緣尖的

2、導流板橫截面的基礎上創(chuàng)新性地提出前后對稱的新翼型，并與引入的涵道進行配合;利用CFD軟件對涵道式翼型進行數值模擬，得出翼型在涵道中上下移動時所受升力隨移動距離的變化關系，為后續(xù)加入氣動補償力進行主動控制的聯合仿真提供理論上的數學關系式。
　　要實現受電弓和接觸網的動態(tài)耦合、仿真得出弓網接觸的動態(tài)接觸力需首先建立接觸網、受電弓的簡化模型:對于接觸網的處理采用解析的方式將接觸線的剛度變化情況轉化為其隨時間變化的函數關系式然后導入MAT

3、LAB/Simulink;受電弓的處理則利用Solidworks與SIMPACK的軟件接口將在Solidworks環(huán)境中建立的受電弓三維實體模型導入到SIMPACK中，在SIMPACK環(huán)境中建立三維實體模型，定義模型中相關參數，包括受電弓各部件的重量、部件之間的鉸接和約束、轉動副的摩擦阻尼以及驅動力矩等。通過SIMPACK與MATLAB/Simulink的軟件接口進行交互實現SIMAT聯合仿真，系統(tǒng)的弓網接觸力以及氣動補償力的加入與必要

4、的控制在MATLAB/Simulink中進行。在不加入氣動補償力時分析既有弓網系統(tǒng)的特性，設定不同弓頭彈簧剛度仿真得出各情況下的弓網接觸力，并通過弓網接觸受流指標對弓頭彈簧剛度的選擇進行優(yōu)化分析，確定最佳弓頭彈簧剛度。
　　最后加入氣動補償力后分析弓網系統(tǒng)特性，分兩種情況對弓網系統(tǒng)進行聯合仿真:涵道固結于平衡臂和涵道固結于車體?；诘谌滤龅囊硇蜕﹄S其在涵道中移動距離的變化關系以及相關的空氣動力學知識在兩種情況下進行聯合仿真得