磁悬浮轨道交通受流器有限元分析及其检测系统设计

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中低速磁悬浮列车具有低能耗、低污染、方便快捷等诸多优点,是未来绿色交通发展的方向。受流器系统作为磁浮列车的核心部件之一,是磁浮列车平稳可靠运行的必要条件。目前尚无成型、完善的受流器检测系统评价受流器系统性能,为运营检修单位提供技术指导依据。因此研究受流器专用检测系统成为了一个迫切的课题。  首先,建立受流器平行四边形四连杆数学模型,对其进行运动学和动态静力学分析,描述其结构以及受力特点,为后续仿真分析提供理论基础。  其次,针对受流器在三种典型工况下原始方案与改进方案进行静力学有限元分析并指导靴轨接触压力方案设计。通过应力分析得出不同方案各工况下强度薄弱部位,校核了受流器的强度,结果表明力传感器所在位置处应力对于靴轨压力变化动态响应良好,差分较大,应用力传感器方案能准确测量靴轨接触压力;应变分析表明应变片粘贴所在位置应变对于靴轨接触力变化响应太小,应变片方案难以准确测量靴轨接触力。之后通过测量试验验证仿真分析结论,表明力传感器方案准确有效。  接着,应用Ansysworkbench软件中的Fatigue Tool疲劳分析模块研究分析受流器系统的疲劳特性,为提高受流器使用寿命提供研究方向。恒定振幅疲劳性能分析结果表明受流器在该条件下使用寿命完全能满足设计要求。随机振幅载荷疲劳性能分析结果表明在该条件下受流器系统使用寿命均较短,少量的高应力循环就能造成大量疲劳损伤,在列车系统实际运营过程中应定期检修、更换受流器。  最后,基于传统接触网检测技术,结合受流器系统的特点,从硬件与软件的角度设计了检测系统的整体布置方案。受流器检测系统实车试验表明该专用检测系统能有效可靠地运行。  综上所述,本文将有限元分析与实验有机结合起来,运用仿真分析手段有针对性地指导专用检测系统的方案设计,同时对受流器疲劳性能进行系统深入探究,其研究结果对于受流器结构优化改进与工程化应用以及提高中低速磁浮列车安全性与可靠性提供了借鉴与参考。
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