双弓弓网系统摩擦自激振动初步分析

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铁路从17世纪发展至今,在中国得到了巨大的发展。遍布全国的铁路交通网成为人们出行的便利选择。铁路的高速化发展不仅是技术的进步而且是关系到国计民生的基础建设。国家投入巨大的资金对高速铁路进行研究和建设,使中国高速铁路技术达到世界前列。高速列车在运行过程中弓网系统的摩擦自激振动对列车受电质量,受电弓碳滑板的磨损,列车运行安全等方面都有着重要的影响。过去国内电力机车一直使用单受电弓运行。但随着牵引功率的增大,目前国内动车组多使用双弓运行。本文利用ABAQUS有限元软件对双受电弓弓网系统进行有限元建模,并采用复特征值分析法和瞬时动态分析法对双受电弓弓网系统中,由受电弓与接触网之间的摩擦而引起的自激振动进行了初步研究,主要结论如下:(1)使用复特征值分析法对双受电弓弓网系统摩擦自激振动的各种参数进行研究。发现摩擦系数μ的增大会使系统等效阻尼比ξ减小,使双受电弓弓网系统更容易发生摩擦自激振动。过大的摩擦系数也会导致双受电弓弓网系统摩擦自激振动频率fR增大。升弓力F0过大和过小都会导致双受电弓弓网系统等效阻尼比ξ减小,使双受电弓弓网系统发生摩擦自激振动的可能性增加。升弓力F0的大小对摩擦自激振动频率fR的影响不大。升弓力F0在适宜区间内能降低双弓弓网系统发生摩擦自激振动的可能性。过大或过小的弹簧刚度K都会使双受电弓弓网系统的等效阻尼比ξ增大,使系统发生摩擦自激振动的可能性增大。双弓弓网系统在弹簧刚度K超过最适宜区间后,随着弹簧刚度K的增大,系统的稳定性会越来越低,发生摩擦自激振动的可能性会更高。接触网张力T越大,双受电弓弓网系统负等效阻尼比ξ越小,从而越容易发生摩擦自激振动。接触网张力T对摩擦自激振动频率fR的影响不大。(2)使用瞬时动态分析法分析在不同滑动摩擦系数μ的情况下,双受电弓弓网系统的摩擦自激振动。发现滑动摩擦系数μ的增大,会使双受电弓弓网系统自激振动振幅增大,从而使系统更加容易出现离线现象。
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