弓网强电流滑动电接触摩擦振动分析与建模
发布时间：2022-01-08 01:51
在电气化铁路弓网系统中,受电弓滑板与接触线之间的摩擦振动加速度反映了弓网载流摩擦的接触状况,影响弓网的离线概率以及磨损状态。该文通过对弓网接触状态的分析,建立弓网摩擦副的弹簧-阻尼-质量模块摩擦振动模型。通过实验研究,在考虑法向压力、运行速度及电流强度三要素对摩擦振动的影响下,分析摩擦振动模型中特性参数和受力与三要素的函数关系;在此基础上,利用实验数据求解函数关系中的常数参数。最后通过实验验证摩擦振动模型的精确性,为进一步研究弓网系统的载流摩擦磨损机理以及离线概率提供理论依据。
【文章来源】：电工技术学报. 2020,35(18)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
高速载流摩擦磨损实验机
根据以上对弓网接触系统的结构以及运动机理分析，建立描述弓网系统运行状态的动力学模型，对弓网的摩擦接触状态进行分析。利用集总参数法，把滑板及其连接部分简化成质量为m的集中模块，把铜基体和氧化膜层等效的弹性元件串联成一个弹性元件，进而在动力学模型建立时把弹性元件对质量模块的作用简化为等效硬度k和系统等效阻尼c的作用。质量集中模块m受到法向压力NF的反作用力NF′作用，v是对等效弹性元件阻尼产生作用的速度，近似等于机车的运行速度。IF是电磁力，忽略外界环境中影响较小的外力作用，将受电弓碳滑板与接触线的摩擦振动模型简化为如图2所示的弹簧-阻尼-质量模块的形式，图中，接触线与受电弓滑板之间有电流流过。根据以上的分析以及图2，建立摩擦振动系统的动力学方程为
在电流强度为150A，运行速度分别为60km/h、80km/h、100km/h、120km/h，法向压力分别为80N、90N、100N、110N的实验条件下，记录实验数据并计算实验中加速度有效值，绘制加速度与法向压力的特性如图3所示。在法向压力为80N，电流强度分别为100A、150A、200A、250A，运行速度分别为60km/h、80km/h、100km/h、120km/h的实验条件下，记录实验数据并计算实验中加速度有效值，绘制摩擦振动加速度与运行速度的特性如图4所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]波动接触力下弓网载流摩擦力建模研究[J]. 陈忠华,平宇,陈明阳,回立川,吴迪. 电工技术学报. 2019(07)
[2]浅谈运输组织变化对列车能耗及列车电流的影响[J]. 项杨. 电气化铁道. 2018(05)
[3]盘式制动器摩擦振动的非线性动力学研究[J]. 姚亚航,王国权,王书文,王立勇,陈勇. 北京信息科技大学学报(自然科学版). 2018(04)
[4]弓网滑动电接触摩擦力特性与建模研究[J]. 郭凤仪,陈明阳,陈忠华,时光,回立川. 电工技术学报. 2018(13)
[5]连接器贵金属镀层材料的微动接触性能[J]. 林雪燕,吴青艳,单栋梁. 电工技术学报. 2018(01)
[6]滑动电接触界面粗糙度对电枢熔化特性的影响[J]. 李白,鲁军勇,谭赛,姜远志,张永胜. 电工技术学报. 2018(07)
[7]弓网系统动态接触压力特性[J]. 郭凤仪,王贺,王智勇,薛一鸣,郭飞,王爱军. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2017(06)
[8]基于最优载荷的受电弓自适应终端滑模控制[J]. 时光,陈忠华,郭凤仪,刘健辰,王智勇,姜国强. 电工技术学报. 2017(04)
[9]基于受电弓框架模型的部件危险点动应力计算方法[J]. 宋冬利,江亚男,张卫华,梅桂明. 中国铁道科学. 2016(06)
[10]基于有限元法的弓网过渡段处动态性能仿真分析[J]. 杨艺,周宁,李瑞平,张卫华. 振动与冲击. 2016(18)
硕士论文
[1]含动摩擦两自由度碰撞振动系统动力学特性研究[D]. 刘江涛.兰州交通大学 2018
[2]弓网最优接触压力载荷决策与受电弓主动控制研究[D]. 赵春雨.辽宁工程技术大学 2017
[3]受流器/第三轨摩擦振动特性研究[D]. 唐人寰.北京交通大学 2017
[4]新型结构磁流变阻尼器的研究[D]. 布美娜.石家庄铁道大学 2016
[5]高速铁路弓网系统电磁力的计算与仿真分析[D]. 赵云云.西南交通大学 2014
本文编号：3575667
【文章来源】：电工技术学报. 2020,35(18)北大核心EICSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
高速载流摩擦磨损实验机
根据以上对弓网接触系统的结构以及运动机理分析，建立描述弓网系统运行状态的动力学模型，对弓网的摩擦接触状态进行分析。利用集总参数法，把滑板及其连接部分简化成质量为m的集中模块，把铜基体和氧化膜层等效的弹性元件串联成一个弹性元件，进而在动力学模型建立时把弹性元件对质量模块的作用简化为等效硬度k和系统等效阻尼c的作用。质量集中模块m受到法向压力NF的反作用力NF′作用，v是对等效弹性元件阻尼产生作用的速度，近似等于机车的运行速度。IF是电磁力，忽略外界环境中影响较小的外力作用，将受电弓碳滑板与接触线的摩擦振动模型简化为如图2所示的弹簧-阻尼-质量模块的形式，图中，接触线与受电弓滑板之间有电流流过。根据以上的分析以及图2，建立摩擦振动系统的动力学方程为
在电流强度为150A，运行速度分别为60km/h、80km/h、100km/h、120km/h，法向压力分别为80N、90N、100N、110N的实验条件下，记录实验数据并计算实验中加速度有效值，绘制加速度与法向压力的特性如图3所示。在法向压力为80N，电流强度分别为100A、150A、200A、250A，运行速度分别为60km/h、80km/h、100km/h、120km/h的实验条件下，记录实验数据并计算实验中加速度有效值，绘制摩擦振动加速度与运行速度的特性如图4所示。
【参考文献】：
期刊论文
[1]波动接触力下弓网载流摩擦力建模研究[J]. 陈忠华,平宇,陈明阳,回立川,吴迪. 电工技术学报. 2019(07)
[2]浅谈运输组织变化对列车能耗及列车电流的影响[J]. 项杨. 电气化铁道. 2018(05)
[3]盘式制动器摩擦振动的非线性动力学研究[J]. 姚亚航,王国权,王书文,王立勇,陈勇. 北京信息科技大学学报(自然科学版). 2018(04)
[4]弓网滑动电接触摩擦力特性与建模研究[J]. 郭凤仪,陈明阳,陈忠华,时光,回立川. 电工技术学报. 2018(13)
[5]连接器贵金属镀层材料的微动接触性能[J]. 林雪燕,吴青艳,单栋梁. 电工技术学报. 2018(01)
[6]滑动电接触界面粗糙度对电枢熔化特性的影响[J]. 李白,鲁军勇,谭赛,姜远志,张永胜. 电工技术学报. 2018(07)
[7]弓网系统动态接触压力特性[J]. 郭凤仪,王贺,王智勇,薛一鸣,郭飞,王爱军. 辽宁工程技术大学学报(自然科学版). 2017(06)
[8]基于最优载荷的受电弓自适应终端滑模控制[J]. 时光,陈忠华,郭凤仪,刘健辰,王智勇,姜国强. 电工技术学报. 2017(04)
[9]基于受电弓框架模型的部件危险点动应力计算方法[J]. 宋冬利,江亚男,张卫华,梅桂明. 中国铁道科学. 2016(06)
[10]基于有限元法的弓网过渡段处动态性能仿真分析[J]. 杨艺,周宁,李瑞平,张卫华. 振动与冲击. 2016(18)
硕士论文
[1]含动摩擦两自由度碰撞振动系统动力学特性研究[D]. 刘江涛.兰州交通大学 2018
[2]弓网最优接触压力载荷决策与受电弓主动控制研究[D]. 赵春雨.辽宁工程技术大学 2017
[3]受流器/第三轨摩擦振动特性研究[D]. 唐人寰.北京交通大学 2017
[4]新型结构磁流变阻尼器的研究[D]. 布美娜.石家庄铁道大学 2016
[5]高速铁路弓网系统电磁力的计算与仿真分析[D]. 赵云云.西南交通大学 2014
本文编号：3575667
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