近幾年,我國軌道交通事業(yè)發(fā)展迅速,便利的交通環(huán)境滿足了人們的出行與運輸需求。隨著動車組運行時速的不斷增加,對鐵路運輸安全性和乘坐舒適性也提出了更高的要求,對鐵路系統(tǒng)開關電器設備的性能指標要求也隨之增加�；善借F路信號繼電器廣泛應用于鐵路系統(tǒng)中,所以觸點是否能夠可靠接觸直接影響到列車行車安全與鐵路系統(tǒng)的正常運行。圍繞開關電器的振動問題,一方面,在受到外在振動或沖擊載荷下觸點是否能夠可靠接觸;另一方面,觸頭閉合引起的觸頭彈跳問題也對觸簧系統(tǒng)的電壽命和接觸性能有很大影響。本文以某型號鐵路信號繼電器觸簧系統(tǒng)為研究對象,采用理論分析與計算機仿真相結合的方法,對振動狀態(tài)下簧片自身力學特性進行深入研究。首先,以動靜觸頭接觸的非線性為切入點,根據(jù)懸臂梁彎曲振動理論,基于有限元計算方法構建了繼電器觸簧系統(tǒng)的仿真模型,并對其進行模態(tài)分析,得到其固有頻率與相應振型;采用Newmark隱式動力學分析算法,通過對底座施加固定頻率的振動激勵載荷,得到了觸點接觸力、簧片最大應力值與觸頭位移隨時間變化曲線;基于模態(tài)疊加法對觸簧系統(tǒng)進行諧響應分析,得到觸頭接觸力及其位移頻域響應變化情況。對比分析有限位和無限位狀態(tài)下的觸... 

【文章來源】：沈陽工業(yè)大學遼寧省

【文章頁數(shù)】：71 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

鐵路信號繼

第2章鐵路信號繼電器觸簧系統(tǒng)理論模型的建立11其質(zhì)量為ρAdx，微元的受力情況如圖2.3所示。其中M為彎矩，Q為剪切力，F(xiàn)為推動力。根據(jù)達朗貝爾原理，微段應該處于動平衡狀態(tài)，其豎向平衡方程[59]為：22FddρAd0QyQxQxxxt++=(2.1)化簡后得：22ρAFyQtx+=(2.2)根據(jù)動量矩定理，其轉(zhuǎn)動方程為：21ddFd02MxQxxx=(2.3)圖2.3微分單元受力分析Fig.2.3Forceanalysisofdifferentialelement由于在低頻狀態(tài)下，轉(zhuǎn)動慣量基本無影響，所以可得：MQx=(2.4)由材料力學理論可知，彎矩與撓度的關系公式為：22EI=yMx(2.5)其中，E為材料的彈性模量，I為截面對中性軸的慣性矩。由(2.4)、(2.5)代入(2.2)后，可得到僅考慮橫向彎曲的振動微分方程：222222EIρA(,)yyFxtxxt+=(2.6)假設簧片截面大小并不發(fā)生變化，并且滿足線性應力應變定理，由于觸頭存在質(zhì)量慣性的影響，其運動方程為：2424ρAm()cEI()(k)()()mmyyyxxFtxLPtxxttx+++=(2.7)

第2章鐵路信號繼電器觸簧系統(tǒng)理論模型的建立13動簧片由于受到反力作用也會發(fā)生形變，此時的反力動能就儲存在了動簧片當中，由于簧片本身柔性體特質(zhì)，使繼電器的觸頭彈跳過程更為復雜。由于電磁吸力的繼續(xù)增加，動簧片受到拉桿的作用再次使動觸頭向靜觸頭運動，發(fā)生二次碰撞，當勢能被簧片消耗以后，動觸頭推動著靜觸頭繼續(xù)運動。由于拉桿和銜鐵結構的限制，動靜觸頭運動到一定的位置便不再運動，此時動靜觸頭的接觸力全由靜簧片形變而產(chǎn)生的反力提供，動靜觸頭得以可靠接觸。觸頭不同時刻運動狀態(tài)如圖2.4所示，觸頭振動位移變化與振動觸頭電壓變化曲線如圖2.5所示。圖2.4觸頭碰撞變化物理圖示Fig.2.4Physicaldiagramofcontactcollisionchanges圖2.5觸頭振動位移變化與振動觸頭電壓變化曲線Fig.2.5Changecurveofcontactvibrationdisplacementandchangeofvibrationcontactvoltage根據(jù)赫茲接觸理論，接觸表面在受到微小作用力后會形成一個有限接觸區(qū)域并且剛性接觸的兩個物體互不穿透。相對于觸簧系統(tǒng)來說，靜觸頭只承受動觸頭傳遞的法向接觸力，接觸面最大接觸應力赫茲理論解為：023P2πPa=(2.9)其中，a為觸頭的曲率半徑，P為觸頭接觸力。其靜觸頭運動方程為：22()()mck()()ytytytPttt++=(2.10)

【參考文獻】：
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碩士論文
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[3]鐵路車載繼電器產(chǎn)品設計與優(yōu)化[D]. 柯章弘達.哈爾濱工業(yè)大學 2017
[4]航天用行程開關耐力學環(huán)境設計方法研究[D]. 楊建民.哈爾濱工業(yè)大學 2015
[5]基于虛擬樣機技術的小容量交流接觸器性能的研究[D]. 張濤.河北工業(yè)大學 2015
[6]基于虛擬樣機技術的汽車傳動軸振動研究[D]. 雷玉蓮.重慶大學 2013
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本文編號：3118446