近些年城市轨道交通中钢铝复合接触轨供电线路日趋增多,膨胀接头在接触轨供电线路中起到机械连接、电气连接的作用,同时补偿供电线路因热胀冷缩而产生的伸缩量,是整个钢铝复合接触轨供电系统的重要组成装置。随着城市轨道交通的发展,对供电轨系统的要求越来越苛刻,尤其是小限界、大载流的单轨交通模式,对膨胀接头的考验更为严格。本文主要针对单轨交通模式小限界、大载流的特点,展开膨胀接头结构及性能的研究,提供一套膨胀接头的解决方案。本文总结了钢铝复合接触轨的发展概况及国内外应用情况,并对国内外不同形式的膨胀接头进行了简要论述及分析,指出了接触轨膨胀接头对城市轨道交通具有重要意义。阐述了膨胀接头的结构、工作原理及主要参数,分析了不同膨胀接头的结构特点及性能。结合膨胀接头在线路中实际运营经验,深入分析了影响膨胀接头性能的主要因素及其影响规律,对膨胀接头的设计提供了理论支撑。通过研究分析现有膨胀接头的结构方案,提出了解决小限界、大载流的单轨交通模式膨胀接头设计方案,完成了样机的开发设计。利用Solidworks软件,建立了膨胀接头样机三围模型,通过SolidWorks Simulation有限元分析模块对整体样机及重要零件进行了静态应力与变形位移分析。对样机进行了有限元疲劳分析,获得了膨胀接头整体疲劳特性。完成了膨胀接头样机的生产制造与装配调试,归纳总结了膨胀接头组装与线路安装要点以及运营中的检查项目及故障处理方法。建立了膨胀接头性能测试系统,设计了较为苛刻的试验方案,对膨胀接头的滑动力、电阻、载流量、整体疲劳特性等主要性能进行了试验测试,测试结果表明膨胀接头各项性能满足设计要求。最后结合产品调试及试验测试结果,对本文设计的膨胀接头性能与特点做出了客观评价。