【摘 要】
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与传统的轮轨式轨道交通相比,中低速磁浮交通在噪声、转弯半径、爬坡能力、运行平稳性以及占地面积等方面有比较突出的优势,在我国城市轨道交通的发展模式上,中低速磁浮作为一种新的制式备受关注。靴轨受流系统作为中低速磁浮的重要组成,其作用在于传递列车运行所需的电能。目前中低速磁浮列车的运营速度约100km/h,靴轨系统是制约中低速磁浮交通提速的因素之一,对其研究相对薄弱,同时也面临受流器滑靴磨耗较快的问题,
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与传统的轮轨式轨道交通相比,中低速磁浮交通在噪声、转弯半径、爬坡能力、运行平稳性以及占地面积等方面有比较突出的优势,在我国城市轨道交通的发展模式上,中低速磁浮作为一种新的制式备受关注。靴轨受流系统作为中低速磁浮的重要组成,其作用在于传递列车运行所需的电能。目前中低速磁浮列车的运营速度约100km/h,靴轨系统是制约中低速磁浮交通提速的因素之一,对其研究相对薄弱,同时也面临受流器滑靴磨耗较快的问题,因此开展中低速磁浮靴轨受流系统动力学及磨耗研究尤为必要。本文以中低速磁浮靴轨受流系统为主要研究对象,在既有的载流系统摩擦副磨耗预测模型基础上,提出了一种适用于中低速磁浮受流系统(主要指受流器滑靴)的磨耗模型,分别通过车辆系统、靴轨系统动力学仿真以及理论计算的方式,围绕滑动速度、接触力、接触电阻和摩擦系数,对受流器滑靴磨耗进行分析,并最终得到磨耗量-速度-接触力关系以及受流器最佳工作载荷。本文的主要工作如下:(1)从高速列车、地铁以及中低速磁浮这三种轨道交通受流系统的结构组成出发,基于轨道交通载流磨耗的三种预测模型,建立了受流器滑靴磨耗模型,确定了影响滑靴磨耗的几大因素:滑动速度、接触压力、接触电阻、摩擦系数。(2)基于6悬浮架中低速磁浮车辆的结构及特点,以多体动力学软件为平台建立了与之对应的动力学模型,研究了100~200 km/h(间隔为20 km/h)工况下受流器安装位置点的动态响应。(3)基于中低速磁浮受流系统结构及特点,以多体动力学软件为平台建立了靴轨系统的动力学模型,并以受流器安装位置点的动态响应作为输入条件,计算得到100~200 km/h(间隔为20 km/h)工况下靴轨间的接触力-速度关系,提出各速度工况下保证受流器稳定受流所需的接触力预设值。(4)基于干线铁路弓网系统接触电阻模型,结合中低速磁浮受流系统本身的特点,计算得到靴轨系统接触电阻值。在综合考虑滑动速度、接触力、接触电阻以及摩擦系数等影响因素的情况下,计算得到受流器滑靴在不同速度、接触压力下的磨耗量。通过对上述内容的研究,基于靴轨系统动力学以及磨耗量-速度-接触力关系来设置合理的接触力初始值,能够在保证稳定受流、列车以更高速度运行的同时,使受流器滑靴的磨耗维持较低水平。
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