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接触网三维模型的建立与风偏的非线性求解
  • ISSN号:1001-8360
  • 期刊名称:《铁道学报》
  • 时间:0
  • 分类:U225[交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:[1]西南交通大学电气工程学院,四川成都610031
  • 相关基金:国家自然科学基金(U1134205,51377136);铁道部科技研究开发计划(2011J016-B);中国铁路总公司科技研究开发计划(2013J010-B)
中文摘要:

本文利用空间梁单元与柔性索单元离散电气化铁路接触网,考虑梁单元变形时的几何非线性,采用动坐标迭代法进行求解,计算平衡状态下的吊弦长度,建立接触网三维力学模型。分别利用流体力学软件和风洞试验计算接触线截面的气动力系数,并将横风载荷施加到此模型中,研究风速、张力等因素对接触线风偏的影响,以及考虑几何非线性在研究接触网较大位移问题时的必要性。研究结果表明:在求解接触网大位移问题时,不考虑梁单元变形产生的几何非线性,会对结果造成一定的误差。本文仿真结果可为接触网防风设计提供有益借鉴,提出的仿真方法可适用于接触网发生较大位移时的精确计算,也为研究更为复杂的接触网三维力学特性提供条件。

英文摘要:

In this paper ,the spatial beam element and flexible cable element were adopted to disperse the cate‐nary of electrified railway .Based on geometric nonlinearity caused by the deformation of beam element ,and through the use of the moving coordinate iterative method to improve the solution procedure ,the lengths of the droppers under the equilibrium state were calculated and accurate 3D mechanical model for the catenary was es‐tablished .The aerodynamic coefficients of contact wire section were calculated through the CFD software and wind tunnel experiment ,respectively .With the cross‐wind loads being applied to the model ,the influence of wind speed ,tension and other factors on the wind deflection of the catenary was studied and the necessity of considering geometric nonlinearity in studying large displacement problem of the catenary was evaluated .The results implied that the neglection of geometric nonlinearity caused by the deformation of beam element would cause some errors on the results when the large displacement problem of the catenary was being solved .The simulation results can provide a useful reference for the wind‐resistant design for the catenary .The proposed simulation method may apply to precise calculation of large displacement of the catenaryand provide conditions for the study of more complicated 3D mechanical characteristics of the catenary .

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期刊信息
  • 《铁道学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科协
  • 主办单位:中国铁道学会
  • 主编:王德
  • 地址:北京复兴路10号中国铁道学会
  • 邮编:100844
  • 邮箱:tdxb@vip.163.com
  • 电话:010-51848021 51873116
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-8360
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2104/U
  • 邮发代号:2-308
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊,百种中国杰出学术期刊,中国科协第一、二届优秀学术期刊,入选学位与研究生教育中文重要期刊目录,中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17030