受电弓气动补偿翼板的仿真与应用研究

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1、硕士学位论文ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ＿＿论文题目：受电弓气动与翩敏＿＝１＾国内图书分类号：Ｕ２６４．３＋４密级：公开国际图书分类号：６２９西南交通大学研究生学位论文受电弓气动补偿翼板的仿真与应用研究年级２０１２“姓名庄林楠＿请学位级别工学硕士专业车辆工程指导老师王月明教授二零一五年五月十三曰ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：Ｕ２６４．３＋４Ｕ：．Ｄ．Ｃ６２９ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ＇ＭａｓｔｅｒｓＤｅｇｒｅｅＤｉｓｓｅｒｔ

2、ａｔｉｏｎＳＩＭＵＬＡＴＩＯＮＡＮＤＡＰＰＬＩＣＡＴＩＯＮＲＥＳＥＡＲＣＨ＇ＯＦＡＩＲＤＥＦＬＥＣＴＯＲＳＡＥＲＯＤＹＮＡＭＩＣＣＯＭＰＥＮＳＡＴＩＯＮＯＮＨＩＧＨ－ＳＰＥＥＤＰＡＮＴＯＧＲＡＰＨＧｒａｄｅ：２０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ：ＺｈｕａｎｇＬｉｉｉｎａｎＡｃａｄｅｍｉｃＤｅｒｅｅＡｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒｇｐｐＳｐｅｃｉａｌｔｙ：ＶｅｈｉｃｌｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒ：Ｐｒｏｆ．ＷａｎｇｕｅｍｉｎｙｇＭａ．１３２０１５ｙ，西南交通大学学位论文版权使用授权书

3、本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。，允许论文被查阅和借阅本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以釆用影印。、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文本学位论文属于１．保密口，在年解密后适用本授权书；２．不保密使用本授权书。＂”（请在以上方框内打Ｖ）学位论文作者签名：指导老师签名：ｒ／Ｖｊ‘日期：：日期西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：（１）基于空气动力学理论，分

4、析受电弓的气动特性、影响受电弓受流的不利因素，然后总结概况了目前改善受电弓气动性能的种种方案，最后提出基于涵道式翼型气动补偿机理的主动控制方案。（２）在Ｅ１６８翼型的基础上创新性地提出新型翼型并与引入的涵道配合作为仿真对象，利用ＣＦＤ流体软件对涵道式翼型进行建模、数值模拟，结合翼型的空气动力学的理论知识，得出翼型在涵道内上下移动时所受升力阻力特性，为之后建立的受电弓接触网系统联合仿真提供数学关系与理论依据。（３）使用ＳＩＭＰＡＣＫ建立受电弓三维实体模型，并利用其与ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ口ｉ的接实现软件交互，在Ｓｈｎｕｌｎｋ环境中实现对受电

5、弓接触网的相互作用及控制。利用ＳＩＭＡＴ联合仿真对既有弓网系统进行参数优化，得出在未加入气动补偿力情况下的弓网接触力。（４）提出两种补偿方案，并在既有弓网系统中加入气动补偿力，得出弓网接触力并与未加入气动补偿力时得出的接触力作比较、对比。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。一切法律责任将由本人承担本人完全了解违反上述声明所引起的。学位论文作者签名：日期：西

6、南交通大学硕士研究生学位论文第Ｉ页摘要目前中国的高速铁路正蓬勃发展，，列车最高运营速度也不断被刷新高速动车组为人民的出行提供了极大的便利也极大地促进了经济的发展。但是随着列车速度的增力，种种与速度相关的问题便随之发生。高速气流在受电弓上产生的气动力便是影响口受电弓受流质量的一大不可忽视的因素，如何在保持列车高速行驶的同时确保受电弓稳定可靠地从接触网集流成为了研究空气动力学和气动控制的核心问题。本文结合空气动力学理论对受电弓导流板进行气动分析一，在般前缘厚、后缘尖的导流板横截面的基础上创新性地提出前后对称的新翼型，并与引入的涵道进行配合；利

7、用ＣＦＤ软件对涵道式翼型进行数值模拟，得出翼型在涵道中上下移动时所受升力随移动距离的变化关系，为后续加入气动补偿力进行主动控制的联合仿真提供理论上的数学关系式。要实现受电弓和接触网的动态親合、仿真得出弓网接触的动态接触力需首先建立接触网、受电弓的简化模型：对于接触网的处理采用解析的方式将接触线的刚度变化情况转化为其随时间变化的函数关系式然后导入ＭＡＴＬＡＢ／Ｓｉｍｕｌｉｎｋ；受电弓的处理则利用Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ与ＳＩＭＰＡＣＫ的软件接口将在Ｓｏｌｉｄｗｏｒｋｓ环境中