高速电力机车受电弓参数的优化设计及特性分析

摘要

高速电气化列车的受流问题是铁路提速的关键，而受电弓是否具备良好的几何参数是影响高速列车受流的重要因素。本文建立了受电弓非线性数学模型，并把非线模型线性化，利用等效刚度对接触网特性进行模拟，从而建立了弓网耦合数学模型。 运用多目标优化理论对高速受电弓机构的几何参数进行优化设计，以弓头保持平动且横向位移尽量最小为目标函数，使受电弓获得良好的工作状态，避免了以往仅对受电弓进行单目标优化，而把其他目标作为约束来处理的遗憾。在对受电弓进行优化时，考虑了影响受电弓受流的多种模糊因素，运用模糊优化理论对高速受电弓进行了模糊优化设计，用二级模糊综合评判法对其进行综合评价，提出了一个多目标模糊优化模型，并获得了比常规优化设计更合理的受电弓设计结构。 通过试验测得实验室内受电弓弓头的归算质量、刚度和阻尼，试验结果表明受电弓的框架归算质量和阻尼并不是常数，而是随着升弓高度的变化而变化的量值。通过对受电弓/接触网耦合振动模型的分析，用MATLAB语言编制了计算程序，对受电弓各个动态参数以接触力的不均匀系数作为目标分别进行了优化。结果表明，优化后接触力的波动变得更小。

目录

文摘

英文文摘

独创性声明及关于论文使用授权的说明

第一章绪论

1.1引言

1.2国内外研究现状及发展趋势

1.3本论文的研究内容和方法

2.1受电弓模型简介

2.2受电弓运动模型的建立

2.2.1几何运动关系

2.2.2速度关系

2.2.3运动微分方程的建立

2.3受电弓线性化模型的建立

第三章受电弓几何参数的模糊优化

3.1引言

3.2机械优化设计发展概况

3.3模糊优化设计

3.3.1模糊优化的简介

3.3.2模糊优化的数学模型

3.3.3模糊综合评判

3.4多目标优化设计

3.5受电弓多目标函数的模糊优化设计

3.5.1引言

3.5.2受电弓机构几何参数优化

第四章受电弓动态参数试验

4.1引言

4.2受电弓的归算质量

4.3受电弓弓头的弹簧刚度

4.4受电弓的阻尼

4.4.1弓头阻尼

4.4.2框架阻尼

4.5受电弓的动态参数

第五章基于接触力的受电弓动态优化

5.1引言

5.2接触网简介

5.3利用等效刚度模拟接触网的特性

5.4弓-网耦合系统描述及简化的运动方程

5.5优化指标的确定

5.6影响受流的动态参数分析

第六章结论

参考文献

致谢

个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文