接触线疲劳破坏理论分析

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本论文假设接触线为等直径杆、密度均匀、具有一定刚度、两端固定且加有张力,忽略残余振动、拉应力、扭转应力与接触应力的影响,在不考虑接触线磨耗、张力变化以及应力集中的条件下,综合分析了接触疲劳和弯曲疲劳对接触线的影响,详细分析了弯曲应力产生的原因,接触线振动原理,接触网固有振动频率、受电弓动态抬升力、动态抬升量、残余振动、波动传播速度、未磨损导线惯性矩,导线刚度、弯曲截面系数,得出了接触线弯曲应力计算式。定性分析了由接触线两端施加张力引起的拉应力和受电弓沿接触线滑动引起的接触应力,没有分析接触线之字布置与受电弓接触引起的扭转应力影响。论文简要地介绍了疲劳定义、研究领域、疲劳破坏特征以及影响接触线疲劳破坏的因素。通过对疲劳设计常用方法的对比,选择安全寿命设计法作为接触线疲劳寿命估算的理论依据。运用Goodman直线将所求得交变应力归算为等幅循环应力,结合无实验数据时材料疲劳寿命与应力曲线估算法,得到接触线应力与疲劳寿命的近似关系,最后用Miner线形累积损伤理论估算出导线寿命。论文以中国高速电气化铁路接触网常用接触线和受电弓动态抬升力试验数据为例,估算出接触线疲劳寿命。论文对接触线生产、选用及运营维修具有一定参考作用。
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