[发明专利]一种小结构高度接触网系统仿真建模方法

权利要求书

1.一种小结构高度接触网系统仿真建模方法，其特征在于，在接触网结构高度降低的情况下，基于试验数据总结建立反映短吊弦压缩特性的吊弦拉压非线性模型，以此建立用于小结构高度弓网动态特性仿真的接触网系统仿真模型，具体包括以下步骤：

步骤1：去除吊弦中的线鼻子、载流环和鸡心环部分，仅保留吊弦绞线和两端的压接套管，制作小结构高度接触网的短吊弦试件；

步骤2：选用电动伺服作动器为吊弦压缩试验的做动单元和位移采集器，轮辐式力传感器作为载荷采集器，球铰模拟吊弦与线夹的连接方式，并由4080铝合金型材搭建框架组合成为吊弦压缩试验装置；

步骤3：采用匀速压缩工况进行吊弦压缩试验，获取吊弦的压缩刚度和不同长度吊弦的最大压缩力，并进行拟合；

步骤4：吊弦在拉伸情况下吊弦处于线性状态，其关键参数为拉伸刚度。在压缩情况下，当吊弦压缩力不超过最大压缩力时吊弦处于线性压缩状态，达到最大压缩力后继续压缩则压缩力恒定，因此，建立吊弦的拉压非线性模型：

式中，F_d表示吊弦上的力，拉伸时为正，压缩为负；K_t为吊弦的拉伸刚度，K_c为吊弦的压缩刚度，根据吊弦压缩试验获取；Δd为吊弦拉伸量，当其大于零时，代表吊弦处于拉伸状态，当其小于零时，代表吊弦处于压缩状态；F_m为吊弦的最大压缩力，与吊弦初始长度相关；

步骤5：建立小结构高度双弓-网耦合模型，选用欧拉-伯努利梁单元来模拟接触线、承力索以及定位器，选用步骤4中建立的吊弦拉压非线性模型来模拟吊弦，选用质量单元来模拟所有的线夹，选用归算质量模型模拟受电弓，采用罚函数法实现弓网接触计算。

2.根据权利要求1所述的一种小结构高度接触网系统仿真建模方法，其特征在于，所述吊弦的拉伸刚度K_t取值为1×10⁵N/m。