基于有限元法的接触网铜棒式整体吊弦施工计算方法

随着高速铁路的大规模建设,接触网整体吊弦的施工计算精度将直接影响接触网施工的效率与材料成本。提出一种新的基于有限元理论的接触网铜棒式整体吊弦计算方法,通过该方法计算接触网整体吊弦的长度参数,并给出各种不同类型线路的吊弦长度修正公式。基于该算法开发了高速铁路接触网支柱装配及吊弦计算软件系统,并应用于兰新二线客运专线项目中,经实测数据验证,计算结果准确,提高了接触网铜棒式整体吊弦的施工效率,节约了人工成本和材料成本。     

一种接触网零部件寿命预测方法探讨

从材料、生产工艺、使用工况等角度分析整体吊弦使用寿命的基本影响因素。通过对未使用的新高铁整体吊弦进行振动疲劳试验,得到试验次数数据,预测其寿命;同时对使用中的旧整体吊弦进行振动疲劳试验,引入偏差修正系数K,计算剩余试验次数,预测其剩余寿命。该方法可为其他接触网零部件如悬吊零件、定位装置中的定位器等的寿命预测提供理论依据。     

接触网架设施工中吊弦质量控制

针对传统吊弦预制方法工作量大、效率低下的缺点,介绍接触网架设施工时腕臂偏移、承力索高度、拉出值及跨距等参数的测量方法。基于力学原理,分析简单链型悬挂中等高和不等高悬挂时吊弦长度的准确计算方法。根据吊弦长度计算结果,阐述吊弦预制、安装的具体过程。该施工工艺有效改进了整体吊弦制作安装的方式,施工效率得到提高。     

电气化高速铁路接触网静态模型的建立

接触网是大变形的柔性索结构。高速铁路的整体吊弦施工要求在安装施工前就确定吊弦的长度。本文利用有限单元法,建立针对完整锚段找形的计算模型,并对平曲线、缓和曲线等各种线路情况提出了修正方法。文中对郑西客运专线多种线路情况的实际锚段吊弦长度进行计算。对比计算结果表明,在多种线路情况下的计算精度与SIEMENS公司的Candrop软件相当。     

电气化铁道接触网施工中整体吊弦应用的探讨

阐述了电气化铁道接触网整体吊弦的结构型式及性能，计算整体吊弦长度需做的准备工作，计算公式及其修正公式，并给出了适用于简单链形悬挂整体吊弦的综合计算公式。     

既有接触网可调式载流整体吊弦的快速安装方法

通过对环节吊弦更换为可调式载流整体吊弦存在问题进行分析,找出制约整体吊弦安装进度的关键因素,结合现场实际逐一克服,最终总结出一套可提高工效一次到位的施工方法。     

整锚段接触网吊弦长度的三维稳态模型

为了减少吊弦长度计算误差、严格控制导高、改善受流质量,提出一种用于整体吊弦精确计算的三维稳态模型。基于二维精确索单元,将X-Y,X-Z两计算平面耦合,得到三维索单元。基于有限元理论,采用三维索单元离散接触网结构;根据接触网的拓扑结构关系组装刚度矩阵,根据地理信息、测量信息和设计参数等组建边界条件;建立并使用迭代法求解整体的非线性平衡方程;根据求解结果建立接触网三维图形并输出整体吊弦长度。将计算的整体吊弦长度与现场数据对比,中间柱计算误差小于2.0‰,转换柱计算误差小于3.5‰,验证本三维模型和构建方法的有效性。     

全补偿简单直链型悬挂接触网整体吊弦的精确安装研究

为提高接触网整体吊弦的安装精度,以全补偿简单直链型悬挂接触网为例,结合施工现场实际情况,分析如何减小整体吊弦在测量、计算、预制、安装过程中各个环节的误差,从而提高最终的整体安装精度,确保整体吊弦能精确的、一次性安装到位。整体吊弦的精确安装,提高了接触网的安装质量和运行性能,对改善"弓网"关系起到了重要的作用。     

接触网数字化吊弦计算对系统参数的影响因素分析

京沪高铁自2021年开始采用“软件计算-工厂化预配-专业化安装”方式对整锚段既有整体吊弦进行全面更换,吊弦更换后接触网导高波形呈现一定的大拱形、小拱形、人字形和正弦形等形状,对弓网受流产生较大影响。本文基于有限元理论开展吊弦长度计算,对吊弦更换后接触网导高偏差产生的原因进行研究,形成了“导高偏差-主要原因”对照关系,并进行现场实测验证。     

简单链型悬挂接触网整体吊弦计算

吊弦施工是接触网悬挂调整的重要环节，其施工质量将直接影响接触网的取流特性，随着铁路车辆运行速度的不断提高，整体吊弦将逐步取代传统的环节吊弦，成为电气化铁道接触网吊弦的主要形式。我公司在2002年神朔线新增二线电气化铁路以及2003年西南线CDH27标段电气化工程的接触网施工中，都采用了可调式整体吊弦，根据相关软件计算结果进行整体吊弦的预配和安装，一次成功率达90％以上，取得了良好的经济、社会效益。     

基于VBA的高铁接触网整体吊弦计算

弹性链形整体吊弦的计算是高速铁路接触网施工核心技术之一,本文对简单链形和弹性链形两大悬挂分类讨论,从模型建立、理论基础、计算式推导到结论得出整体吊弦详细的计算过程,最后根据得出的结论和计算式设计了相应计算软件。     

高速铁路接触网用锻造式无螺栓整体吊弦的设计开发

我国高速铁路接触网用整体吊弦组成零件较多，安装和维护存在诸多不便，本文针对现有整体吊弦的技术特点提出了一种锻造式无螺栓整体吊弦的设计。结合整体吊弦的工作特性和应用环境，通过对产品结构组成、设计原理、受力计算等方面的对比分析，该锻造式无螺栓整体吊弦具有组成部件少、重量轻、易成型、质量高、耐疲劳及滑移性能优、安装方便、免维护等技术特点，特别适用于自然环境恶劣、人烟稀少等运维难度大的地区。     

接触悬挂吊弦计算方法研究

对奥运工程京津城际专线的接触悬挂进行分析,计算整体吊弦的精确下料、长度和动力特性。接触网属于柔性悬挂结构,用传统的力矩计算方法要进行精确计算较为困难。有限元法是结构分析计算的有力工具,但在悬挂结构计算中应用较少。将接触网按照索结构原理建立计算模型,用非线形有限元方法建立方程,解决了吊弦长度的计算问题。算例表明,只要建立接触悬挂的刚度矩阵和荷载矩阵,就可以对接触网的吊弦长度进行准确的计算,这是传统的计算方法难以做到的。与传统的简化方法比较起来,用非线形有限元方法计算的结果更为精确,可大大提高施工下料的准确性,减少材料浪费,对我国电气化铁路的高速化有重要的意义。     

柔性接触网吊弦长度精确计算

为了减小吊弦预配长度的计算误差,提高接触网施工质量,改善弓网受流质量,基于有限元方法,分别建立接触线、(辅助)承力索的数学模型,利用吊弦对接触线、(辅助)承力索作用力及吊弦质量之间关系,采用迭代算法对柔性接触网吊弦长度进行精确计算。在此基础上,建立接触网系统的有限元模型并加以计算,得出吊弦点处接触线位移与理论值相差最大值为1.26 mm,有效地解决了吊弦预配长度的精确计算。     

秦沈线接触网整体吊弦的探讨

本文介绍了秦沈客运专线高速铁路接触网整体吊弦计算过程中,对预留弛度、线路竖曲线的考虑,分析了整体吊弦预制、安装过程中误差对接触网静态测试结果的影响,提出在高速铁路接触网施工中,对这些关键点加以控制的建议。     

弹性链形悬挂锚段关节过渡跨吊弦长度的计算

引入当量线密度的概念,采用力学计算的方法,针对弹性链形悬挂五跨式锚段关节过渡跨整体吊弦进行分析,由于过渡跨具有2个悬挂点,一个是弹性链形悬挂,另一个是简单链形悬挂,且接触线呈屋面布置结构的特殊性。因此本文详细论述了锚段关节过渡跨整体吊弦计算模型的建立及计算公式的推导过程。     

基于微动理论的整体吊弦损伤机理及优化研究

基于高速铁路接触网整体吊弦的材料和服役工况,结合有限元分析以及试验分析,对整体吊弦的损伤机理进行分析。结果表明:整体吊弦钳压管的结构及压接方式存在不合理处,吊弦的断丝、断股是由于微动磨损和疲劳断裂共同造成的,其中微动磨损在吊弦的断裂中具有重要影响。经多方面考量,提出新型整体吊弦的优化方案,包括改进压接结构,增进吊弦线耐疲劳性,以及改进心形环的结构,避免与接触线吊弦线夹之间摩擦伤线,从源头上提升设计、施工、制造和运维质量,降低零部件失效概率,提高耐久性和可靠性。     

接触网吊弦制作综合装置

新开发的接触网专用吊弦制作综合装置，解决了武广线首次采用压接管式整体吊弦、铝包装线环节吊弦的成型制作难题，也适用于其他整体吊弦、环节吊弦的成型制作。     

吊弦振动频率及幅度对疲劳寿命的影响分析

推导吊弦的振动方程,用数值方法求解振动方程,模拟位移,横截面作用力和弯矩的动态变化规律。根据吊弦的应力时程、利用MATLAB数值计算程序分析影响吊弦疲劳寿命的因素(如振幅和频率)。数值计算结果表明:吊弦疲劳寿命的对数值随着频率和振幅的增加呈现出线性降低的趋势。     

高速受电弓作用下接触网整体吊弦动态力研究

以我国高速铁路目前普遍采用的弹性链型悬挂接触网为研究对象,以现场测试得到的整体吊弦动态抬升量作为有限元仿真的初始载荷,运用ANSYS有限元分析软件建立接触网的有限元模型,模拟承力索、接触线和整体吊弦的安装施工过程。在此基础上,进行接触网的静态找形分析和和瞬态动力学分析,研究受电弓作用下整体吊弦的拉伸、压缩情况及动态力变化情况。结果表明:受电弓经过时,整体吊弦的动态力波动较大,约为其静态力的6倍;同一跨内,1~#和5~#整体吊弦的吊弦力波动最大,受压幅值最大,3~#整体吊弦的受压次数最多。