近年来,高速铁路发展迅速,同时也对铁路相关配套设施提出了更高的要求。其中接触网作为列车牵引供流系统中的重要组成部分,负责直接与列车受电弓接触,完成输送电能任务。其中吊弦是接触网中连接接触线与承力索的关键零部件,良好的柔性特征使其可以缓冲弓网间的周期振动情况,同时铜镁合金材料制成的整体吊弦还可以使其在列车取流过程中承担一部分电流分配作用,降低接触网整体阻抗,提升电流传输效率。然而在列车多次提速、牵引功率成倍提升的背景下,吊弦断裂事故频发。吊弦断裂后将可能导致局部接触线垮塌,破坏受电弓与接触网间的波动特性及电能传输性能,严重影响列车行驶安全。因此明确吊弦服役工况下的动力学参数、电气参数及最终断裂机理,以保证吊弦工作的安全性、可靠性,对于铁路安全运营发展至关重要。本文通过仿真求解吊弦动力学特性及电气化参数,结合以上两方面分析其在吊弦最终断裂过程中各自所参与的实际影响作用,设计相关实验,基于电致塑性效应理论,判断力—电耦合作用下,吊弦断裂的作用机理,并为接触网吊弦性能优化提出指导依据。文章首先以简单链型悬挂接触网为研究对象,通过求解弓网耦合动力学方程获取200～400 km/h速度下抬升量载荷谱,以分模法计算接触网静态几何参数并建立弓网系统三维模型,利用有限元软件ANSYS对弓网系统进行瞬态动力学分析,并针对一跨内全部吊弦振动形变特征、摆动形变特征、压缩弯曲特征、形变矢量方向等弹性形变结果,对吊弦所出现的典型事故的发生原因进行独立分析;然后基于Carson理论及耦合平行导线电路计算原理,建立接触网电流分布模型,结合铁路现场实际供流数据,针对受电弓位于跨中及跨端两种情况,对比现行标准中接触网各零部件许用载流量及最大载流量情况,确定吊弦服役工况下真实受流状态。最后通过对吊弦的工作温度测量、断口形貌观察、金相组织对比及力—电耦合拉伸实验,基于疲劳理论、电致塑性效应理论等对实验现象做出合理解释,最终确定吊弦断裂机理。根据本文分析可知,列车取流带来的弓网振动引发吊弦周期弹性形变是吊弦各类典型事故发生的首要原因,其中跨中位置的吊弦受力环境最为恶劣,更容易发生断裂;受电弓的取流过程将引起接触网局部电流再分配,位于其正上方的吊弦参与较大比例分流,并长期出现过载情况;吊弦周期性压缩、弯曲是疲劳裂纹萌生的根本原因。在吊弦发生电流过载的情况下,腐蚀性介质下更易形成氧化腐蚀及局部高温,促进了裂纹扩展,加速疲劳断裂发生;微观晶粒角度来看,电流促进了吊弦内部发生晶粒回复、再结晶、晶粒长大过程,使得吊弦变形抗力降低、塑性提高,在周期振动下,容易导致吊弦产生较大尺度形变,进而引起接触网几何参数偏差,对接触网波动特性产生不利影响,加速吊弦断裂事故发生。