高速铁路接触网弹性吊索失效机理分析

IMECH-IR > 流固耦合系统力学重点实验室

	高速铁路接触网弹性吊索失效机理分析
	袁远 ; 纪占玲 ; 陈立明 ; 张海波 ; 潘利科 ; 杨才智
发表期刊	铁道科学与工程学报
	2024-02-29
页码	1-12
ISSN	1672-7029
摘要	随着高铁列车运行速度的不断提升和开行数量的增加，高速铁路接触网弹性吊索的服役环境变得更加复杂、恶劣，进而导致其在服役过程中易于发生疲劳断裂。本文基于高速铁路接触网弹性吊索的服役工况，结合失效分析和动力学仿真，对弹性吊索进行了失效机理分析。首先采用扫描电子显微镜（SEM）表征了吊索断口处的微观组织形貌，并通过能谱（EDS）对断口处的成分进行分析，系统研究了吊索的断裂机制；然后基于动力学理论构建了“车-弓-网”空气动力学模型和弓网刚柔耦合多体动力学模型，采用流-固耦合方法，实现气动与多体动力学的耦合；最后结合吊索服役工况，对明线与隧道、以及隧道内不同张力条件下弹性吊索振动及受力的影响进行了仿真模拟。结果表明：线夹紧固时引起弹性吊索的横向压痕，在弓网振动引起的疲劳交变应力作用下导致弹性吊索发生弯曲疲劳断裂，含有S、Cl离子的大气腐蚀环境加速了断裂进程。隧道内受电弓气动抬升力的变化，导致弹性吊索的动态张力、振幅、弯折角度大幅增大，是造成隧道内弹性吊索过早疲劳失效的根本原因；同时张力的松弛导致振幅增大也进一步缩短了弹性吊索的寿命。建议优化弹性吊索与线夹的连接方式，降低连接时的弯曲应力，从而提高弹性吊索的使用寿命。
关键词	弹性吊索失效分析动力学分析接触网弯曲疲劳
收录类别	EI ; CSCD
语种	中文
项目资助者	中国国家铁路集团有限公司科研项目（N2023G065） ; 中国铁道科学研究院集团有限公司科研项目(2021YJ297)
力学所作者排名	2
RpAuthor	袁远
引用统计
文献类型	期刊论文
条目标识符	http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/94270
专题	流固耦合系统力学重点实验室
作者单位	1.中国铁道科学研究院标准计量研究所 2.中国科学院力学研究所
推荐引用方式 GB/T 7714	袁远,纪占玲,陈立明,等. 高速铁路接触网弹性吊索失效机理分析[J]. 铁道科学与工程学报,2024:1-12.
APA	袁远,纪占玲,陈立明,张海波,潘利科,&杨才智.(2024).高速铁路接触网弹性吊索失效机理分析.铁道科学与工程学报,1-12.
MLA	袁远,et al."高速铁路接触网弹性吊索失效机理分析".铁道科学与工程学报 (2024):1-12.

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