[发明专利]一种基于多孔介质材料的受电弓杆件减阻降噪装置

说明书

本发明公开了一种基于多孔介质材料的受电弓杆件减阻降噪装置，包括上臂杆、下臂杆和弓头滑板，所述上臂杆和下臂杆的外壁均包覆有多孔介质材料包覆圈，所述弓头滑板的水平平直段的后侧安装有多孔介质材料板。本申请的基于多孔介质材料的受电弓杆件减阻降噪装置，不仅建筑降噪效果好，而且能大幅抑制列车运行中受电弓系统的振荡特性，达到稳定弓网接触及优化受流效果。

技术领域

本发明涉及受电弓杆件减阻降噪技术领域，具体涉及一种基于多孔介质材料的受电弓杆件减阻降噪装置。

背景技术

列车提速带来的气动阻力与噪声污染成为铁路高速化发展进程中一个亟待解决的问题，减阻降噪成为了高铁提速、节能、舒适性等进一步发展的必然要求。组成受电弓的各个部件包含几何外形不同的杆件，包括圆柱杆件、渐变截面圆柱杆件等。圆柱绕流问题广泛存在于航天航空、铁路运输等领域，包含复杂的流动机理。现有研究表明，受电弓系统是高速列车阻力与噪声的重要组成部分。当列车速度达到300km/h以上时，机械噪声退居其次，气动噪声成为列车最主要的噪声源。8节CRH3型车组成的动车组在明线、无侧风、车速为350km/h的运行条件下，受电弓系统气动阻力占列车总气动阻力的12％。因此对受电弓系统做减阻降噪优化意义显著。

多孔介质材料流动控制作为一种被动流动控制方法，在圆柱绕流流动控制及减阻降噪方面已经开展了广泛的研究。现有研究表明，将多孔介质材料涂覆在圆柱表面或将多孔介质阻隔板放置在圆柱下游，可以改变尾流流动结构、抑制非定常振荡特性，在减阻降噪方面具有显著的效果。同时，多孔介质材料具有渗透性，气流可在多孔介质域中流动。控制装置所受到的直接气流冲击明显减少，有利于控制装置的结构稳定性。

目前多孔介质材料在受电弓系统上的流动控制应用研究十分少见，甚至是空白状态，且受电弓系统组成结构复杂，不同部件减阻降噪具有其特定的使用约束和应用条件。因此，有必要针对受电弓杆件结构探索多孔介质材料的不同使用形式，为后续工程应用奠定理论基础并提供有价值的参考。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的是在于克服上述现有技术的缺点，提供一种基于多孔介质材料的受电弓杆件减阻降噪装置，以便提高受电弓杆件的减阻降噪效果，并能大幅抑制列车运行中受电弓系统的振荡特性，达到稳定弓网接触及优化受流效果。

本发明通过以下技术手段解决上述问题：

一种基于多孔介质材料的受电弓杆件减阻降噪装置，包括上臂杆、下臂杆和弓头滑板，所述上臂杆和下臂杆的外壁均包覆有多孔介质材料包覆圈，所述弓头滑板的水平平直段的后侧安装有多孔介质材料板。

进一步，所述多孔介质材料包覆圈的两端设置有限位器。

进一步，所述多孔介质材料包覆圈的厚度与臂杆的直径比为1:10。

进一步，所述多孔介质材料包覆圈的材质为金属材质或非金属材质，其中金属材质为铝制纤维、泡沫铝或烧结铜，非金属材质为陶瓷材料、工程塑料或光敏树脂。

进一步，当多孔介质材料包覆圈为金属材质时，其由两个半圆环拼装构成，并且通过螺栓对接的方式与臂杆包覆装配；当多孔介质材料包覆圈为非金属材质时，其与臂杆胶粘固定。

进一步，所述弓头滑板的后侧开设有安装槽，所述多孔介质材料板安装在安装槽处。

进一步，所述弓头滑板的直径与多孔介质材料板的宽度比为2:3。

进一步，所述弓头滑板的直径与多孔介质材料板的厚度比为5:1。

进一步，所述多孔介质材料板的材质为金属材质或非金属材质，其中金属材质为铝制纤维、泡沫铝或烧结铜，非金属材质为陶瓷材料、工程塑料或光敏树脂。

进一步，当多孔介质材料板为金属材质时，其通过螺栓与安装槽可拆卸装配；当多孔介质材料板为非金属材质时，其与安装槽胶粘固定。

本发明的有益效果：