接触网弹性计算.doc

基于 ANSYS 的接触网弹性计算郝方涛, 吴积钦接触网 31 基于 ANSYS 的接触网弹性计算郝方涛,吴积钦摘要: 从有限元理论出发,建立了接触网的有限元模型,对简单链形悬挂和弹性链形悬挂一个跨距内的弹性进行了仿真分析,精确地计算了弹性的大小,对弓网系统的安全运营有重要的指导意义。关鍵词: 接触网;受电弓;有限元模型;弹性 Abstract: Based on finite element theory, the finite element model of Overhead Contact System is established, on which the simulation analysis of elasticity in one span has been done and at last the elasticity is calculated accurately. It has very important guiding significance on safe operation of pantograph-OCS system. Key words: OCS ; pantograph ; finite element model; elasticity 中图分类号: U 文献标识码: A 文章编号: 1007-936 (20 10)0 3-0031-03 0前言接触网是一个三维架空的机械系统, 当接触线受到抬升力作用时, 会产生相应的抬升量, 单位力的作用产生的抬升量即为“弹性”。接触悬挂的弹性不仅反映了接触网设计的好坏, 还对受电弓与接触网间的接触质量有直接的影响, 是评价弓网受流质量的一个重要因素。随着机车速度的不断提高, 较大的弹性不均匀度会使接触网振动加剧, 增大离线率, 从而破坏受流。在接触网的设计、施工中应严格控制弹性不均匀系数。本文利用有限元理论, 建立了简单链形悬挂和弹性链形悬挂的有限元模型, 对一个跨距内的接触网弹性进行了仿真计算,对弹性的变化规律做了定量分析,这对今后的接触网设计有重要的指导意义。 1接触网仿真模型的建立接触网是沿线路布置的架空的悬索结构, 随着跨距的变化, 其弹性亦会发生相应的变化, 这与接触网的参数设置以及吊弦的布置情况都有密切关系。对于不同的跨距和接触网线材参数, 应建立相应的模型, 才能精确地计算出该情况下的接触网弹性变化情况。本文在建立相应的仿真模型方面做了以下几种假设: 作者简介:,硕士研究生,四川成都 610031 ,电话: ********** ; ,副教授。(1 )承力索、接触线、弹性吊索和吊弦为柔性索,仅能承受沿其轴向的拉力。(2 )定位器被等价为 1 根带拉应力的吊弦。(3 )不考虑接触网内的张力差。接触网模型的建立思路: 对接触网进行几何求解分析, 建立接触网的关键点, 继而连线构建接触网的几何模型。把线索上的张力换算成应变, 对建立的几何模型进行网格划分和边界条件约束, 进行空载时的接触网模型迭代, 直到所建立的模型达到平衡为止。 定位器的受力分析以O 点为支撑点对定位器进行受力分析(如图1) ,建立其力矩平衡方程: F z·h=G j·L p+ 1/2( G d·L p)