[發(fā)明專利]一種接觸網(wǎng)吊弦疲勞試驗方法和裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711043723.X
• 申請日: 2017-10-31
• 公開（公告）號: CN107727521A
• 公開（公告）日: 2018-02-23
• 發(fā)明（設計）人: 張家瑋;吳積欽;徐可佳;陳維榮;方巖;韓峰;曾明;關金發(fā);徐劍峰;鐘源
• 申請（專利權）人: 西南交通大學;張家瑋;吳積欽;徐可佳;陳維榮;方巖;韓峰;曾明;關金發(fā);徐劍峰;鐘源
• 主分類號: G01N3/32
• 分類號: G01N3/32
• 代理公司: 成都玖和知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙)51238
• 代理人: 胡琳梅

技術領域

本發(fā)明屬于接觸網(wǎng)技術領域，特別是涉及一種接觸網(wǎng)吊弦疲勞試驗方法和裝置。

背景技術

接觸網(wǎng)是沿電氣化鐵路架設的，專門用于向電力機車或動車組提供電能的電能傳輸結(jié)構，主要由接觸懸掛、定位與支持裝置、支柱與基礎構成，在電氣化鐵路上運行的電力機車或動車組靠安裝在其車頂?shù)氖茈姽c接觸懸掛滑動接觸，從而完成電能從電力系統(tǒng)向機車的傳輸，進而驅(qū)動列車前進。

其中，吊弦是用來連接承力索與接觸線的關鍵部件，其作用是確定接觸線在空間的位置，并使接觸線在空中保持相對平直的狀態(tài)，從而使受電弓在與接觸線滑動接觸過程中更為平順，因此，在受電弓與接觸網(wǎng)相互作用過程中，吊弦承受了復雜的載荷，包括靜態(tài)載荷、吊弦松弛過程的彎曲載荷、吊弦繃直瞬間的沖擊載荷以及后續(xù)振動過程中的交變載荷等。

接觸網(wǎng)現(xiàn)場運營過程中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了不同規(guī)模的吊弦疲勞失效事件，吊弦一旦發(fā)生失效，輕則損壞受電弓，重則導致弓網(wǎng)系統(tǒng)故障、變電所跳閘等導致列車停車等事件，尤其是高速鐵路，列車意外停電的影響更惡劣。

因此，在關于吊弦疲勞的實驗室研究過程中，需要開展定量的吊弦疲勞試驗，現(xiàn)有的吊弦疲勞試驗方法大多采用上部加載的方式。

而現(xiàn)有的吊弦疲勞試驗方法主要存在如下缺點：

1.吊弦的驅(qū)動方式和運動過程與吊弦現(xiàn)場實際工況有明顯區(qū)別；吊弦現(xiàn)場典型的實際工況是受電弓將接觸線抬高，即吊弦下部抬高，在承力索上升速度小于接觸線上升速度的情況下，吊弦發(fā)生松弛，在受電弓通過后，接觸線快速向下運動，隨之帶動吊弦繃直，現(xiàn)有的吊弦疲勞試驗方法中從上部提起的過程和吊弦現(xiàn)場實際工況不符。

2.吊弦疲勞試驗結(jié)果與單個運動周期的執(zhí)行頻率有關；從理論分析來看，吊弦繃直瞬間，吊弦內(nèi)部的受力是影響吊弦疲勞壽命的重要因素，而現(xiàn)有吊弦疲勞試驗方法中吊弦繃直瞬間的受力除了取決于配重物的質(zhì)量以外，還與沖擊前吊弦上部的向上運行速度有關，速度越快，瞬間受力越大。現(xiàn)有吊弦上部的運行軌跡一般按照正弦運動設置，所以，每一個運動周期的執(zhí)行頻率如果越高，則吊弦上部經(jīng)過同一點的運行速度越快。若吊弦疲勞試驗結(jié)果與單個運動周期的執(zhí)行頻率有關的話，則需要精確計算應該采用的試驗頻率，而現(xiàn)有標準在這方面并沒有規(guī)定，且計算困難，另外，在現(xiàn)有吊弦疲勞試驗方法基礎上盲目開展加速疲勞試驗更是缺乏依據(jù)，若仍要執(zhí)行加速試驗，則直接影響了實驗結(jié)果的說服力。而吊弦受到的瞬間力的作用時間會受試驗裝置的驅(qū)動能力影響，若驅(qū)動能力較差，吊弦上部在沖擊瞬間可能發(fā)生短暫的減速再加速，再如果試驗裝置加工公差較大，可能在沖擊瞬間受公差曠量的影響下，導致吊弦上部運動瞬間停止而在通過曠量后再次啟動，導致吊弦沖擊的瞬間受力很難控制或不可控。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述問題，本發(fā)明提出了一種接觸網(wǎng)吊弦疲勞試驗方法，使吊弦的疲勞試驗中疲勞載荷加載過程不受機械驅(qū)動裝置本身個別參數(shù)不易控制的影響；同時，能夠模擬更真實的吊弦現(xiàn)場實際工況，提高吊弦疲勞試驗結(jié)果的精準性。

為達到上述目的，本發(fā)明采用的技術方案是：一種接觸網(wǎng)吊弦疲勞試驗方法，包括步驟：

S100將吊弦上端固定于剛體或固定于彈性體上，并將吊弦下端懸掛配重物，所述配重物在垂直方向自由運動；

S200進行吊弦載荷加載，進行多組試驗測試吊弦疲勞；

所述吊弦載荷加載，包括步驟：

S201吊弦下端連接配重物，使吊弦處于受拉力并繃直狀態(tài)；

S202由抬升裝置驅(qū)動吊弦下端或驅(qū)動配重物垂直抬升；

S203當抬升至試驗高度時，瞬間將吊弦下端或配重物釋放，使配重物帶動吊弦下端自由下落，直至吊弦再次繃直，配重物停止向下運動，完成一次試驗周期。

進一步的是，所述配重物帶動吊弦下端自由下落時，所述吊弦下端下落到的最低點由吊弦自然繃直后的最低點決定；提高了實驗和實際過程的一致性。

進一步的是，所述吊弦下端設置有限位裝置；實現(xiàn)在吊弦未完全繃直時，由限位裝置決定吊弦下部可達的最低位置。

進一步的是，在進行測試吊弦疲勞時：

當所述吊弦下端自由下落的加速度等于當?shù)氐闹亓铀俣龋礊闊o任何摩擦力干擾的自由落體試驗狀態(tài)；

當所述吊弦下端自由下落的加速度大于當?shù)氐闹亓铀俣龋丛诘跸蚁露思尤腩~外的向下力，以模擬接觸線波動特性；

當所述吊弦下部自由下落的加速度小于當?shù)氐闹亓铀俣龋丛诘跸蚁露讼侣溥^程中加入定量的阻尼、摩擦力或直接主動控制，以模擬接觸線的運動軌跡。