为避免城市交通拥堵给人们生活与出行带来不便,我国大部分城市已经修建了地铁,我国已成为世界上最大的城市轨道交通市场。接触轨系统因具有使用寿命长、可靠性高、维修费用低等优势,在地铁中得到了广泛应用。第三轨列车的取流设备为集电靴和接触轨,靴轨之间通过滑动接触传递电能,两者之间稳定接触是列车可靠运行的保证。靴轨接触力是评价靴轨受流质量的重要指标,接触力太大,会造成靴轨摩擦力增大,加速靴轨之间的机械磨损;接触力太小,会使靴轨之间的接触电阻增大,增加靴轨之间的电气损耗。因此,研究靴轨动态特性具有十分重要的意义。本文以靴轨系统为研究对象,建立了靴轨系统的有限元模型,研究了列车运行速度、接触轨跨距、滑靴质量、支撑刚度、接触刚度和温度等参数对靴轨接触力的影响,为保障第三轨系统的正常运行提供了理论支撑。首先,以靴轨系统为研究对象,利用虚位移原理,推导了集电靴的质量块模型;根据应变能和动能相等得到了接触轨支撑结构的质量块等效模型;采用罚函数算法,考虑了运动载荷等复杂边界条件,建立了精确的靴轨耦合模型。并将仿真结果和现场测量结果进行对比,验证了仿真模型的正确性和有效性。在此基础上,结合实际运营的技术需求,研究了列车运行速度、接触轨跨距、滑靴质量、支撑刚度和接触刚度等参数对靴轨接触力的影响,为提高靴轨受流质量提供了理论支撑。其次,由于靴轨间的接触压力与支撑结构、定位装置的高度变化和运行速度等多种因素有关,分析了接触轨的静力特性和模态特性,结果表明:和等跨布置的接触轨相比,不等跨布置的接触轨挠度变化更均匀,更利于靴轨受流。最后,研究了温度变化对靴轨受流质量的影响。在之前建立的靴轨系统有限元模型上,考虑不同的温度载荷的影响,研究不同温度场中的集电靴-接触轨动态性能。研究结果表明:在绝缘支架卡死的情况下,随着接触轨温度的升高,接触轨挠度逐渐增大;当温度变化大于等于20℃时,支架反力将会使绝缘支架发生破坏;随着绝缘支架破坏程度的增加,靴轨动态受流质量也越差。