电气化铁路输电导线线股接触区磨损特性-论文.pdf

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1、第l3卷第5期交通运输3-程学报Vo1．13No．52013年10月JournalofTrafficandTransportationEngineeringOct．2013文章编号：1671l637(20l3)050121—06电气化铁路输电导线线股接触区磨损特性赵美云，刘正林，赵新泽，高伟。，汪启峰(1．武汉理工大学能源与动力工程学院，湖北武汉430070；2．三峡大学机械与材料学院，湖北宜昌443002；3．中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院，贵州贵阳550081)摘要：以LGJ15o／25型钢芯铝绞线为试验导线，在自制试验装置上模拟了在干燥和酸性条件下导线的微风振动，采用扫描电子

2、显微镜和能谱仪观察试验导线磨痕微观形貌与成分，建立了相同工况下内外层线股接触区有限元模型，分析有限元模型的计算结果与磨痕形貌。分析结果表明：2种条件下内层铝线股接触区的磨痕形状与应力分布均为椭圆形，其长轴与线轴中心呈一定夹角；铝线股接触区磨损特性与接触应力分布相关，接触区中心区接触应力明显高于其他区域，高应力使表面产生塑性变形与大量磨损微粒；磨损边缘区发生了弹性变形，受中心区特别是过渡区突变应力挤压作用，产生了表层组织的塑性流动和堆积现象；在中心区与边缘区的过渡区域存在应力集中，法向压应力和剪应力发生突变，滋生了疲劳裂纹。关键词：电气化铁路；钢芯铝绞线；磨损特性；有限元；表面形貌；接触

3、应力中图分类号：TH117文献标志码：AWearcharacteristicsofcontactareaamongtransmissionconductorstrandsofelectrifiedrailwayZHAOMei—yun，LIUZheng—lin，ZHAoXin—ze。，GAOWei。，WANGQi—feng(1．SchoolofEnergyandPowerEngineering，WuhanUniversityofTechnology，Wuhan430070，Hubei，China；2．SchoolofMechanicalandMaterialEngineering，Chi

4、naThreeGorgesUniversity，Yichang443002，Hubei，China；3．HydroChinaGuiyangEngineeringCorporation，Guiyang550081，Guizhou，China)Abstract：TakingLOJ150／25aluminumcablesteelreinforced(ACSR)wireastestedwire，aeolianvibrationsunderdryandacidicconditionsweresimulatedonaself—madetestrig．Thesurfacemorphologyofwe

5、arscaroftestedwireanditselementswereobservedbyusingscanningelectronmicroscope(SEM)andenergydispersivespectrometry(EDS)．Afinitemodelofinsideandoutsidewirecontactareaswasbuiltunderthesameconditions．Theanalysisresultsofthefinitemodelandthesurfacemorphologyofwearscarwerecompared．Comparisonresultindi

6、catesthatboththewearscarshapesandthestressdistributionsofcontactareaamonginneraluminumstrandsareoval—shapedundertwoconditions．Oval—shapedmajoraxisandstrandaxishaveacertainangle．Thecontactstressinthecentralcontactareaissignificantlyhigherthanotherareas．Theplasticdeformationandalargenumberofwearde

7、brisoccuronthesurfaceofwearareabecauseofhighstress．Thecompressionofmutatedstressfromthecenterarea，especialtransitionarea，causestheelasticdeformationattheedgeofwearareaandthephenomenaofplasticflowandstackingofsurfacetissue．Th