【《简单链形接触网的刚度特性分析》1800字】

简单链形接触网的刚度特性分析1.1接触网的刚度特性在柔性接触网弓网受流质量分析中，接触网的刚度是重点考虑参数，一方面接触网的刚度分布决定了受电弓的运行轨迹；另一方面，接触网刚度影响受电弓对接触线的抬升量。因此，为了分析弓网接触压力的变化，讨论接触网刚度变化显得尤为重要。在讨论柔性悬挂接触网的刚度影响因素时，主要分析线索张力和跨距布置对接触网刚度的影响。在研究上述参数对柔性接触网刚度特性影响时，主要分析在一个跨距中，接触网刚度的分布特点以及每一个吊弦间距中接触网刚度曲率变化。1.1.1张力对接触网刚度的影响在本节的分析中，讨论线索张力对简单链形接触网的影响时，保证接触网的跨距和吊弦间距一定的情况下，分析线索张力对接触网刚度的影响。计算刚度数值时，参考欧洲铁路标准EN50119中弹性的计算方法，得到跨中各点的刚度值[13]，刚度计算公式如下：（3-1）式中，K表示接触网的刚度值；F表示对x处施加的抬升力；y(x)表示接触网x位置的抬升量。在讨论接触网刚度分布式时，为了分析两个吊弦之间刚度曲率变化，引入刚度曲率的概念，根据刚度曲线分布，计算吊弦间距曲率变化，刚度曲率计算公式如下：（3-2）式中，用ρ表示两吊弦间的刚度曲线曲率；K为接触网各点的刚度值；K=K(x)，，，x为接触线各质点的位置。(1)接触线张力对接触网刚度的影响在分析接触线张力对刚度特性影响时，根据简单链形悬挂接触网基础模型参数，本节在±2kN范围内变化接触线张力，承力索张力和接触网其它结构设计参数保持不变，即接触线张力为10kN、12kN、14kN。对一个跨距内接触网刚度进行计算，根据跨距内各点刚度值，如图3-1接触网刚度的分布曲线及刚度曲率变化。(a)刚度值分布(b)刚度曲率分布图3-1接触线张力变化时接触网刚度分布曲线从图3-1(a)得到，随着接触线张力增加，跨距内不同点刚度值有增大趋势，但是，不同点刚度变化和其位置相关。在简单链形悬挂接触网中，离定位点最近首末吊弦位置(1.75m，31.25m)处接触网的刚度变化幅度最小，以首吊弦为分界点，在向跨距中部变化时，刚度幅度逐渐增加，在跨中的接触网刚度变化幅度最大。在图3-1(b)中，D1-D5表示吊弦间距，分析可得，简单链形接触网的刚度曲率在定位点处最大，随着向跨距中部移动，刚度曲率逐渐减小。当接触线张力增大时，接触网不同吊弦间距刚度曲率均有减小的趋势，但是，从定位点往跨距中部移动的过程中，减小的幅值逐渐减小。这说明改变接触线的张力，接触网的刚度曲率分布影响较大的是首吊弦位置，而对跨中刚度曲率的影响比较小。综上所述，在柔性悬挂接触网中，增加接触线张力，增大了跨距以及相邻两吊弦之间的刚度变化幅度，同时降低刚度整体不均匀程度。因此，增加接触线张力，可以改善接触网的刚度性能。(2)承力索张力对接触网刚度的影响基于基础模型参数，本节在±2kN的范围内变化承力索张力，接触线张力和其它接触网设计参数不变，承力索张力分别为10kN、12kN、14kN。对一个跨距长度的接触网刚度进行计算，根据跨距内各点刚度值，如图3-2接触网刚度的分布曲线及刚度曲率变化。(a)刚度值分布(b)刚度曲率分布图3-2改变承力索张力时接触网刚度分布曲线通过上面的分析可以发现，承力索张力变化时可以明显的影响接触网刚度分布。当承力索张力增大时，不但增大了接触网刚度的整体大小，也增大了两个相邻吊弦之间的刚度幅值变化，从而使得接触网整体刚度均匀度增大。因此增加承力索张力，对改善接触网的刚度性能不利。综上所述，接触线和承力索张力对刚度的影响不同。增大接触线张力，不但增大了接触网的整体刚度，同时减小了不同吊弦之间的刚度曲率值。而增大承力索张力，在增大接触网刚度值整体的大小的同时，也增大了不同吊弦间距之间的刚度曲率值。由此可得：增大接触线的张力有利于改善接触网的刚度分布，而增大承力索的张力不利于改善接触网的刚度分布。1.1.2跨距对接触网刚度的影响研究接触网跨距对接触网刚度影响时，在2.4.2弓网耦合模型的基础上，建立当前城市轨道交通中使用的三种跨距布置，跨距长度分别是35m、40m、45m，三种不同跨距布置的接触网线索张力、线索线密度等参数均一致。具体的布置图如图3-3所示，刚度分布曲线如图3-4所示。图3-3改变跨距时接触网结构参数设置(a)刚度值分布(b)刚度曲率分布图3-4改变跨距时简单链形接触网刚度曲线分布通过上面的分析得到，在柔性悬挂接触网中，跨距长度变化对首末吊弦处刚度的影响相比对跨中刚度影响更加明显，在增