受电弓瞬态冲击强度及随机振动疲劳寿命仿真分析

《受电弓瞬态冲击强度及随机振动疲劳寿命仿真分析》是一篇关于轨道交通装备关键部件——受电弓在复杂运行环境下力学性能与使用寿命的研究论文。该论文旨在通过数值模拟和实验验证相结合的方法，深入探讨受电弓在受到瞬态冲击载荷作用下的结构强度以及在长期随机振动环境中的疲劳寿命问题。

受电弓作为电力机车或动车组与接触网之间进行电流传输的关键设备，其运行状态直接影响列车的运行安全与效率。在实际运行过程中，受电弓会受到多种动态载荷的影响，包括来自接触网的不规则波动、列车加速减速引起的惯性力以及轨道不平顺导致的振动等。这些因素可能导致受电弓结构出现瞬时冲击和持续的疲劳损伤，从而影响其使用寿命。

本论文首先介绍了受电弓的基本结构和工作原理，分析了其在不同工况下的受力情况。随后，论文构建了受电弓的三维有限元模型，并采用ANSYS等仿真软件对受电弓在瞬态冲击载荷下的响应进行了详细分析。研究中考虑了多种冲击工况，如高速运行时的突发碰撞、接触网异常波动等，通过对模型施加不同的冲击载荷，计算出受电弓各关键部位的应力分布、应变变化以及位移情况。

在瞬态冲击强度分析的基础上，论文进一步探讨了受电弓在随机振动环境下的疲劳寿命问题。随机振动是一种非确定性的动态载荷，通常由轨道不平顺、轮轨相互作用等因素引起。论文采用了基于功率谱密度函数的随机振动分析方法，建立了受电弓在随机激励下的动力学方程，并利用雨流计数法和Miner线性累积损伤理论对受电弓的疲劳寿命进行了预测。

研究结果表明，受电弓在受到瞬态冲击载荷时，其关键连接部位容易产生较高的局部应力集中，这可能成为结构失效的初始裂纹源。而在随机振动条件下，受电弓的整体疲劳寿命主要受到低频振动的影响，特别是在支撑结构和碳滑板等部位，疲劳损伤积累较为显著。论文还通过对比不同工况下的仿真结果，提出了优化受电弓结构设计和材料选择的建议，以提高其抗冲击能力和延长使用寿命。

此外，论文还对仿真结果进行了实验验证，通过搭建试验平台对受电弓进行实际冲击和振动测试，获取了相应的应变和位移数据，并与仿真结果进行对比分析。实验结果与仿真数据基本一致，验证了所建立模型的准确性，同时也为后续研究提供了可靠的数据支持。

综上所述，《受电弓瞬态冲击强度及随机振动疲劳寿命仿真分析》这篇论文通过系统的仿真分析和实验验证，全面评估了受电弓在复杂运行环境下的力学性能和使用寿命，为轨道交通装备的设计优化和安全评估提供了重要的理论依据和技术支持。