基于杠桿原理的翼型氣動補(bǔ)償高速受電弓的研究.pdf

1、在高速鐵路已經(jīng)成為中國現(xiàn)代化建設(shè)所取得的一面嶄新旗幟的當(dāng)今世界，中國所擁有的高鐵里程已經(jīng)占據(jù)了世界高鐵總里程的一半，成為世界上高鐵規(guī)模最大的國家。然而，高鐵技術(shù)突飛猛進(jìn)的發(fā)展是和高速受流技術(shù)的研究分不開的，高速受流技術(shù)甚至決定著最高運(yùn)營速度。列車運(yùn)行時速在不斷的提高，弓網(wǎng)之間穩(wěn)定可靠地受流問題就不斷的凸顯出來。尤其當(dāng)列車時速達(dá)200km/h以上時，受電弓與周圍空氣的相對氣動作用成為影響受流質(zhì)量不可忽視的因素。
　　本文從控制和改善

2、弓網(wǎng)間接觸壓力值的變化范圍以改善弓網(wǎng)間受流質(zhì)量的初衷出發(fā)，考慮能否將列車高速運(yùn)行時所受的不可忽視的氣動影響力通過某種手段來補(bǔ)償接觸壓力，從而改善受流質(zhì)量以達(dá)到列車高速運(yùn)行的受流要求。
　　本文從理論上分析受電弓的氣動特性，并對目前改善受電弓氣動性能方案進(jìn)行總結(jié)，最后提出通過在受電弓碳滑板下面安裝翼板的氣動補(bǔ)償方案。高速運(yùn)行中的受電弓，氣流與翼板的相對運(yùn)動將產(chǎn)生氣動作用力，針對如何將這種氣動作用力用于補(bǔ)償弓網(wǎng)間的接觸壓力提出了基于杠

3、桿原理翼板氣動補(bǔ)償機(jī)構(gòu)的兩種方案。
　　為分析翼板氣動補(bǔ)償方案的可行性，需要建立弓網(wǎng)系統(tǒng)的分析計算模型。首先利用解析的方式對接觸網(wǎng)和受電弓的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行分析推導(dǎo)，提出建模分析計算的理論依據(jù)。再利用三維實(shí)體造型軟件solidworks對受電弓進(jìn)行實(shí)體建模，定義好受電弓桿件之間的鉸接關(guān)系后，通過Matlab/SimMechanics與solidworks之間的聯(lián)合仿真接口，建立受電弓SimMechanics模型。將受電弓與接觸網(wǎng)模型耦

4、合起來并分析既有弓網(wǎng)系統(tǒng)在不加入補(bǔ)償機(jī)構(gòu)時的特性，提出翼板及杠桿機(jī)構(gòu)的參數(shù)擬定的依據(jù)。
　　考慮到氣動翼型對弓網(wǎng)系統(tǒng)接觸力的補(bǔ)償作用機(jī)理，要求翼型與氣流成仰角和俯角時，具有相同的氣動特性，因此選定E168對稱翼型。在預(yù)估氣動升力大小的前提下擬定了翼型及杠桿機(jī)構(gòu)的參數(shù)，包括翼板截面形狀、投影面積和杠桿比，并建立基于杠桿原理的翼型板氣動補(bǔ)償方案的SimMechanics仿真模型并進(jìn)行了仿真計算。對比仿真結(jié)果從而對兩種補(bǔ)償方案進(jìn)行取舍，