接觸網(wǎng)—受電弓系統(tǒng)摩擦自激振動(dòng)的初步研究.pdf

1、隨著國內(nèi)鐵路系統(tǒng)的飛速發(fā)展，電氣化鐵路在鐵路網(wǎng)中占的比例越來越大。目前，國內(nèi)大部分高速鐵路都為電氣化鐵路。電力牽引機(jī)車在高速運(yùn)行時(shí)，必須要可靠地從接觸網(wǎng)上獲得電能，否則將造成動(dòng)力中斷，影響正常的行車，還會(huì)造成電弧放電現(xiàn)象，加劇碳滑板和接觸網(wǎng)的磨損。弓網(wǎng)的摩擦是鐵路系統(tǒng)中最重要的滑動(dòng)摩擦副。隨著列車速度的增加，弓網(wǎng)系統(tǒng)的受流質(zhì)量會(huì)下降。高速電氣化鐵路關(guān)鍵技術(shù)之一是如何保證在高速運(yùn)行條件下弓網(wǎng)之間的接觸力保持連續(xù)從而獲得具有良好的受流質(zhì)量。

2、
　　由于弓網(wǎng)在運(yùn)動(dòng)過程中會(huì)持續(xù)產(chǎn)生電弧放電現(xiàn)象，有可能是摩擦引起的振動(dòng)導(dǎo)致了弓網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生離線現(xiàn)象。載流摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)上的試驗(yàn)結(jié)果表明，高速列車弓網(wǎng)滑動(dòng)摩擦系數(shù)一般都達(dá)到0.3～0.4，在這樣高的摩擦系數(shù)下，弓網(wǎng)系統(tǒng)有可能發(fā)生摩擦振動(dòng)。本文從摩擦振動(dòng)的角度出發(fā)，對接觸網(wǎng)和受電弓之間的摩擦振動(dòng)進(jìn)行了初步分析，建立了弓網(wǎng)系統(tǒng)的有限元模型，研究了摩擦行為在弓網(wǎng)發(fā)生不穩(wěn)定振動(dòng)過程中的作用，得到如下結(jié)論：
　　(1)計(jì)算結(jié)果表明，隨著

3、摩擦系數(shù)的增大，系統(tǒng)實(shí)部為正的復(fù)特征值增多，而且復(fù)特征值實(shí)部的值變大，說明隨著摩擦系數(shù)的增加，系統(tǒng)發(fā)生摩擦自激振動(dòng)的可能性增加；
　　(2)摩擦系數(shù)制約著弓網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性。模態(tài)耦合是弓網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生摩擦自激振動(dòng)的原因，如果系統(tǒng)存在不穩(wěn)定的振動(dòng)模態(tài)，則存在一個(gè)臨界的摩擦系數(shù)，當(dāng)摩擦系數(shù)大于某個(gè)臨界值時(shí)，系統(tǒng)相鄰的兩階模態(tài)會(huì)發(fā)生模態(tài)耦合現(xiàn)象，導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)生不穩(wěn)定振動(dòng)；
　　(3)升弓力矩對弓網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性有著較為顯著的影響，升

4、弓力矩越大，弓網(wǎng)系統(tǒng)的復(fù)特征值實(shí)部越大，系統(tǒng)發(fā)生運(yùn)動(dòng)不穩(wěn)定的可能性越大；
　　(4)承力索和接觸線兩端的張力對弓網(wǎng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定性有一定的影響，增大承力索和接觸線兩端的拉力會(huì)使弓網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生不穩(wěn)定的振動(dòng)的可能性增加?？梢赃m當(dāng)減小承力索和接觸線兩端的張力，以減小弓網(wǎng)系統(tǒng)發(fā)生摩擦自激振動(dòng)的趨勢；
　　(5)吊弦的剛度對弓網(wǎng)系統(tǒng)摩擦振動(dòng)的產(chǎn)生沒有太大的影響。在實(shí)際工況下，可以適當(dāng)?shù)脑黾拥跸覄偠?，以增加接觸網(wǎng)的整體剛度，減少離線的發(fā)生