弓网接触界面磨损的微尺度模拟及量化

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1、＾■中图分类号：ＴＭ５０１级；公开密ＵＤＣ：号；本校编萄Ｗ交遠义＃硕±学位论文论文题目：弓网接触界面磨损的微尺度模拟及量化研究生姓名：火文辉学号；０２１２３２Ｑ学校指导教师姓名：李忠学职称：副教授申请学位等级：工学硕去专业：车辆工程２０１５．４．１０论文提交日期：论文答辩日期；２０１５．６．５独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加标注和致谢之处外，论文中不包含其他人己经发表或撰写过的研

2、巧成果，也不包含获得兰州交通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料一。与我同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。ｔ学位论文作者签名：签字曰期月曰知辞、学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解兰州交通大学有关保留、使巧学位论文的规定。特授权兰州交通大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，、缩印或扫描等复制手段保存并采用影印、汇编Ｗ供查阅和借阅。同意学校向国家有关部ｎ或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）

3、学位论文作者签名：如部导师签名：口／：年签字日期Ｔ年日签字日期月日三／Ｊ／月赛ｆ硕士学位论文弓网接触界面磨损的微尺度模拟及量化MicroscalesimulationandQuantificationofabrasionlossOnthePantograph-CatenaryContactinterface作者姓名：火文辉学科、专业：车辆工程学号：0212320指导教师：李忠学完成日期：2015.5.5兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity兰州交通大学硕士学位论文摘要在高速铁路系统中，弓网系统是为列车供电

4、的关键装备。弓网接触界面条件的好坏直接影响滑板与接触线的使用寿命，也影响到电力机车的连续运行时间、运行速度和运行的安全性。为了使弓网系统电能传输效率提高、稳定性增强，从影响弓网接触界面磨损的因素入手，研究了弓网接触界面的摩擦磨损行为。本文基于滑板服役前后的表面粗糙度，采用试验和数值模拟仿真相结合的方法，分析了速度、电流、接触压力对弓网接触界面滑板磨损量的影响程度。1.根据滑板服役前后的表面粗糙度，利用分形方法对滑板粗糙表面进行了建模，并且在软件环境下对其进行了重构。将重构后表面的二维横向轮廓曲线与用轮廓仪测得的表面轮廓曲线进行对比，通过比对来

5、观察重构方法的准确性。2.在弓网接触界面中，滑板磨损量客观地反映了弓网接触界面摩擦副所经历的摩擦磨损过程，是研究弓网接触界面摩擦磨损行为的重要依据。针对滑板服役前后的表面数据，利用IBM法对滑板磨损量进行量化分析，推导出了滑板磨损量的计算公式，结合滑板服役前后的表面粗糙度及其轮廓支承长度率计算滑板的磨损量。3.弓网接触界面摩擦磨损行为的影响因素主要有速度、电流、接触压力等，根据我国某客运专线联调联试的试验数据，对速度与接触压力的关系，电流与接触压力的关系进行了综合研究，分析了速度、电流、接触压力对滑板磨损量的影响程度。通过大量的载流摩擦磨损试

6、验，发现温度在一定程度上表征了磨损量，两者线性正相关。在COMSOLMultiphysics软件环境下，建立弓网接触界面焦耳热与摩擦热相耦合的有限元模型，通过仿真分析，研究了不同电流、速度、接触压力条件下，接触界面温度场的分布与磨损程度之间的变化情况。关键词：弓网接触界面；滑板；磨损量；多物理场；有限元法论文类型：应用研究-I-弓网接触界面磨损的微尺度模拟及量化AbstractInthehigh-speedrailwaytransportationsystem,thepantograph-catenarysystemisakeyequipme

7、ntwhichprovidetheelectricpowerforthetrain.Pantograph-catenarycontactinterfaceconditionshaveandirectinfluenceonthelifeofthepantographcontactstripsandcontactline,andalsoaffectcontinuousrunningtimeoftheelectriclocomotives,runningspeedandoperationsafety.Inordertoensurepowertran

8、smissionefficiencyandstabilityofthepantograph-catenarysystem,thetribologicalbehavi