受电弓系统优化设计与仿真研究

摘要

本课题以某地铁受电弓/网系统为研究对象，运用优化设计理论与虚拟样机技术相结合的方法，对受电弓结构进行了优化设计和仿真分析，得到了该地铁受电弓的结构优化参数，以及弓头弹簧参数设计分析的结论。
　　本文首先介绍了优化设计理论与虚拟样机技术及其研究范围，分析了多目标优化设计方法，运用MATLAB优化工具对受电弓的结构参数进行了优化设计，得到了最优的结构参数，使升弓轨迹和升弓转矩等关键技术指标得以实现；利用得到的最优结构参数，在UG中建立了受电弓的三维CAD模型，传送至ADAMS中，定义其质量、约束、运动关系以及受力等属性和信息，建立了受电弓系统的虚拟样机模型；通过设置不同的工况条件，对优化设计得到的受电弓模型进行动态仿真分析，验证了优化设计结果，实现了以优化设计方法和虚拟样机仿真分析技术相结合设计受电弓解决方案；进一步在ADAMS环境下，对受电弓驱动部分等进行了动力学分析；在上述受电弓模型的基础上，又建立了接触网-受电弓的简化虚拟样机模型，在ADAMS中对弓头弹簧刚度和对弓网之间的接触的影响进行了运动仿真分析，得出了弓头弹簧刚度和受电弓运行速度之间的关系及相关结论，以指导受电弓的弓头弹簧设计。

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CONTENTS

1 绪 论

1.1 选题目的及意义

1.2 优化设计理论与虚拟样机技术简介

1.3 受电弓国内外研究现状

1.4 本文的主要工作

2 受电弓的总体结构

2.1 受电弓简介

2.2 受电弓的基本结构及其作用

2.3 受电弓的工作要求

2.4 单臂受电弓设计的主要参数

2.5 小 结

3 受电弓的设计优化

3.1 多目标优化设计问题

3.2 某地铁受电弓结构参数的优化设计

3.3 受电弓优化算法

3.4 优化设计结果分析

3.5 小 结

4 受电弓的动力学分析

4.1 受电弓的动态分析与仿真验证

4.2 受电弓机构的动力分析

4.3 小 结

5 弓网系统的运动仿真分析

5.1 受电弓系统的弓网关系

5.2 接触网系统模型的建立

5.3 弓网系统运动仿真

5.4 小 结

6 总结与展望

致谢

参考文献