基于ANCF的自适应变长度索单元模型及其在铁路接触网找形分析中的应用

【作者】 彭承斌； 杨蔡进； 张卫华；

【机构】 西南交通大学牵引动力国家重点实验室；

【摘要】 高速列车通常采用电力驱动,由安装在车顶的受电弓从接触网采集电流,受电弓的受流质量将直接影响列车的安全性与稳定性。受电弓与接触网的动态相互作用对受流质量的影响很大,而接触网的初始平衡状态对弓网间的动态相互作用研究至关重要。本文提出了一种基于ANCF的自适应变长度索单元模型,并将其用于计算铁路接触网的初始平衡状态。本文以柔性多体系统动力学理论为基础,采用基于绝对节点坐标法的变长度索单元和定长度索单元对由柔性索构成的接触网进行建模。其中变长度索单元采用任意拉格朗日—欧拉法描述,其控制方程中包含因单元长度变化而产生的附加项,当单元的长度不再改变时附加项等于零,该单元等效为定长度单元。本文选取并给出了铁路接触网初始平衡状态的几个特征变量,并根据这些特征变量设计了控制函数。将接触网当前时刻的特征变量输入控制函数中,即可计算出各变长度索单元的即时长度变化率。每个变长度索单元的长度通过这些控制函数自适应调整,接触网将从简单构形最终演变为等效的静态平衡构形,此时所有单元的长度不再发生变化,铁路接触网的找形分析完成。将本文计算结果与已发表的结果进行比较,验证了模型的有效性和准确性,且本文提出的模型具有通用性,可应用于复杂结构的铁路接触网找形分析。更多还原