基于车辆弓网双耦合的受电弓随机振动疲劳分析

《基于车辆弓网双耦合的受电弓随机振动疲劳分析》是一篇关于轨道交通系统中关键部件——受电弓在复杂运行环境下动态性能与疲劳寿命研究的学术论文。该论文针对高速铁路和城市轨道交通中受电弓与接触网之间的相互作用问题，提出了一种基于车辆-弓网双耦合系统的随机振动疲劳分析方法，旨在提高受电弓的使用寿命和运行安全性。

论文首先介绍了受电弓在列车运行过程中的重要作用。作为列车与接触网之间能量传输的关键装置，受电弓不仅要承受复杂的机械载荷，还要在高速运行条件下保持稳定的接触压力，以确保电力供应的连续性和可靠性。然而，在实际运行过程中，受电弓会受到多种因素的影响，如轨道不平顺、风载、列车加速度变化等，这些因素都会导致受电弓产生随机振动，进而引发疲劳损伤。

传统的受电弓疲劳分析多基于静态或准静态条件下的载荷计算，难以准确反映实际运行中的动态特性。因此，本文引入了车辆-弓网双耦合模型，将受电弓与接触网的动态相互作用纳入整体分析框架中。该模型不仅考虑了受电弓自身的结构特性，还结合了车辆运行时的动力学响应，从而更真实地模拟了受电弓在复杂工况下的工作状态。

在研究方法上，论文采用了随机振动理论与有限元分析相结合的方法。通过建立受电弓的三维动力学模型，并结合轨道不平顺激励信号，对受电弓在不同运行条件下的振动响应进行了仿真分析。同时，利用概率统计方法对受电弓的疲劳损伤进行评估，从而预测其在不同工况下的使用寿命。

论文还探讨了不同参数对受电弓疲劳寿命的影响，包括接触网的刚度、受电弓的悬挂系统参数、列车运行速度等。结果表明，接触网的刚度变化会对受电弓的振动响应产生显著影响，而悬挂系统的优化设计则可以有效降低受电弓的振动幅度，从而延长其使用寿命。

此外，论文还对受电弓在不同轨道不平顺等级下的疲劳损伤进行了对比分析。结果显示，在高不平顺条件下，受电弓的疲劳损伤明显增加，特别是在高频振动区域，材料的疲劳裂纹更容易萌生和扩展。因此，论文建议在实际工程中应加强对轨道维护的重视，以减少因轨道不平顺带来的额外振动负荷。

为了验证所提出方法的有效性，论文还进行了实验测试。通过搭建受电弓振动试验平台，采集了不同工况下的振动数据，并与仿真结果进行了对比分析。结果表明，仿真模型能够较好地反映实际振动特性，证明了该方法的可行性。

综上所述，《基于车辆弓网双耦合的受电弓随机振动疲劳分析》这篇论文为受电弓的设计与优化提供了重要的理论依据和技术支持。通过引入车辆-弓网双耦合模型和随机振动分析方法，论文不仅提高了对受电弓动态行为的理解，也为轨道交通系统的安全运行和设备维护提供了新的思路。