吊弦是高速鐵路接觸網(wǎng)中連接承力索和接觸線的關(guān)鍵部件,起著承力和載流的雙重作用。安裝時,調(diào)節(jié)不同位置吊弦的長度,使接觸線與列車保持相對距離不變,保障列車正常取電并減少受電弓對接觸網(wǎng)的沖擊。我國高速鐵路的總里程不斷增加,鐵路建設(shè)環(huán)境更加復(fù)雜多變、鐵路運營速度持續(xù)提高,對吊弦的整體性能提出了更高的要求。近年來,隨著服役年限的增加,高鐵用整體吊弦斷裂的情況時有發(fā)生,給高速鐵路運營帶來了很多困擾和風險。探究吊弦斷裂的內(nèi)在和外在原因,保障高速鐵路的正常安全運營,具有十分重要的意義。本文以壓接式整體吊弦為研究對象,通過對吊弦線體斷口觀察、成分分析、有限元仿真及摩擦磨損實驗、脈沖電流作用機制分析等,系統(tǒng)研究了導(dǎo)致吊弦線體發(fā)生斷裂的各種原因。通過對失效吊弦斷口形貌進行觀察和成分分析,確認吊弦斷裂是應(yīng)力集中、摩擦磨損、低周疲勞、電致塑性效應(yīng)、受力拉伸、環(huán)境腐蝕、材料本身缺陷等因素綜合作用的結(jié)果,各影響因素之間相互影響、相互作用,最終導(dǎo)致整體吊弦線體的斷裂。運用有限元分析軟件ANSYS Workbench對吊弦線體間應(yīng)力分布情況進行仿真分析,結(jié)果表明在吊弦股間、絲間存在較為明顯的應(yīng)力集中現(xiàn)象。為了分析吊弦絲...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.3 吊弦失效的可能性理論依據(jù)
        1.3.1 低周疲勞失效
        1.3.2 干摩擦磨損損傷
        1.3.3 電致塑性效應(yīng)
    1.4 章節(jié)安排及研究內(nèi)容
第2章 吊弦斷口形貌和組織成分分析
    2.1 實驗方法
    2.2 吊弦斷裂現(xiàn)象
    2.3 機理分析
        2.3.1 吊弦線與其他零部件間應(yīng)力集中及摩擦磨損
        2.3.2 吊弦線體內(nèi)部應(yīng)力集中與摩擦磨損
        2.3.3 低周疲勞斷裂
        2.3.4 電致塑性效應(yīng)和受力拉伸
        2.3.5 環(huán)境腐蝕
        2.3.6 材料缺陷
    2.4 本章小結(jié)
第3章 吊弦線體間接觸應(yīng)力有限元分析
    3.1 有限元接觸問題分析和仿真軟件簡介
        3.1.1 有限元接觸問題分析
        3.1.2 ANSYS軟件簡介
    3.2 吊弦線股間應(yīng)力分析
        3.2.1 吊弦線三維實體建模
        3.2.2 吊弦線體間應(yīng)力分布
    3.3 吊弦線接觸應(yīng)力有限元分析
        3.3.1 吊弦線正交接觸模型建立
        3.3.2 吊弦線接觸應(yīng)力分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 吊弦的摩擦磨損行為分析
    4.1 吊弦絲間摩擦磨損實驗
        4.1.1 實驗方法及原理
        4.1.2 接觸表面特征及分析方法
        4.1.3 實驗設(shè)備
        4.1.4 實驗制備
        4.1.5 實驗參數(shù)確定
        4.1.6 實驗步驟
    4.2 摩擦磨損特性分析
        4.2.1 接觸載荷對摩擦系數(shù)的影響
        4.2.2 滑動速度對摩擦系數(shù)的影響
        4.2.3 接觸載荷對磨損深度的影響
        4.2.4 滑動速度對磨損深度的影響
    4.3 本章小結(jié)
第5章 脈沖電流對吊弦線力學性能的影響
    5.1 實驗設(shè)計
        5.1.1 實驗設(shè)備
        5.1.2 實驗參數(shù)確定
        5.1.3 實驗過程
    5.2 通電狀態(tài)下,脈沖電流大小對吊弦絲力學性能的影響
    5.3 脈沖電流預(yù)處理時間對吊弦材料力學性能的影響
    5.4 實驗結(jié)果分析與討論
        5.4.1 電致塑性效應(yīng)對吊弦絲拉伸性能的影響
        5.4.2 電流熱效應(yīng)致使吊弦絲損傷
    5.5 本章小結(jié)
第6章 整體吊弦疲勞試驗平臺結(jié)構(gòu)設(shè)計
    6.1 國內(nèi)外吊弦疲勞實驗要求
        6.1.1 國外吊弦疲勞實驗要求
        6.1.2 國內(nèi)吊弦疲勞實驗要求
    6.2 吊弦動態(tài)特性分析
    6.3 整體吊弦疲勞試驗臺結(jié)構(gòu)設(shè)計
        6.3.1 整體方案的確定
        6.3.2 關(guān)鍵機構(gòu)設(shè)計
        6.3.3 試驗臺重錘相關(guān)計算
    6.4 試驗臺機械系統(tǒng)動力學仿真分析
        6.4.1 偏心半徑對接觸線質(zhì)心運動的影響
        6.4.2 剛度系數(shù)、頻率對接觸線質(zhì)心運動的影響
    6.5 本章小結(jié)
結(jié)論與展望
參考文獻
致謝
攻讀碩士學位期間所發(fā)表的學術(shù)論文
附件



本文編號：3853329