[發(fā)明專利]一種接觸網(wǎng)吊弦沖擊疲勞試驗工裝及其試驗方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811055221.3
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN109141857B
• 公開（公告）日: 2023-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 秦亞航;陽光武;肖守訥;楊冰;朱濤;何春天;王舉金;楊龍
• 申請（專利權(quán)）人: 西南交通大學(xué)
• 主分類號: G01M13/00
• 分類號: G01M13/00;G01M7/02;G01N3/303
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51232
• 代理人: 葛啟函

本發(fā)明提供了一種接觸網(wǎng)吊弦沖擊疲勞試驗工裝及其試驗方法，屬于構(gòu)件疲勞試驗技術(shù)領(lǐng)域。支架底部為正方形框架結(jié)構(gòu)，兩側(cè)為人字形構(gòu)件，該構(gòu)件的四個支點與正方形框架的四角固定，頂端設(shè)有橫梁，橫梁中部設(shè)有帶拉力傳感器的連接構(gòu)件，連接構(gòu)件下部設(shè)有吊弦吊掛裝置，人字形構(gòu)件在正方形框架的四個支點內(nèi)側(cè)分別設(shè)有與水平面垂直的導(dǎo)軌，兩端設(shè)有垂直導(dǎo)軌間隙配合的通孔。將吊弦固定于試驗工裝之上，并在吊弦下端懸掛配重塊；控制振動臺模擬的脈沖載荷峰值來施加載荷；靜態(tài)時模擬接觸網(wǎng)平衡時吊弦的受載；在脈沖載荷作用下，模擬吊弦在受電弓掃過接觸網(wǎng)后吊弦的受載；根據(jù)試驗要求更換配重，通過控制脈沖載荷的大小來實現(xiàn)對吊弦加載沖擊載荷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于接觸網(wǎng)構(gòu)件疲勞試驗技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

接觸網(wǎng)是沿高速鐵路鋪設(shè)，為電力機車或者高速動車組提供電能的傳輸結(jié)構(gòu)。主要由接觸懸掛、定位與支持裝置、支柱與基礎(chǔ)構(gòu)成。車輛依靠安裝在車頂?shù)氖茈姽c接觸懸掛滑動接觸來實現(xiàn)電力的傳輸。吊弦結(jié)構(gòu)是懸掛系統(tǒng)中的重要部件，連接著承力索與接觸線。

吊弦的作用是保證承力索與接觸線間的結(jié)構(gòu)高度，同時可以調(diào)節(jié)接觸線距軌面的工作高度。受電弓對接觸線有一定抬升量，保持合適的接觸壓力才能保證受流的穩(wěn)定性。在受電弓與接觸網(wǎng)相互作用過程中，吊弦承受復(fù)雜的載荷，包括接觸線自重引起的靜態(tài)載荷、抬升時吊弦的彎曲載荷、抬升后回落的沖擊載荷以及后續(xù)振動過程中的交變載荷。

由于承力索和接觸線都有比較大的張力，受電弓通過后，接觸線的加速回落使得吊弦承受較大的沖擊載荷。

目前高速鐵路接觸網(wǎng)多采用整體吊弦，主體為銅合金多股絞線結(jié)構(gòu)，具有良好的導(dǎo)電性、抗疲勞、耐腐蝕等特性。但是運用在高速鐵路的接觸網(wǎng)上的這些吊弦都出現(xiàn)有斷股，折斷和沖擊破壞的情況，這嚴重影響到了高速列車的行車安全。隨著列車運行速度進一步地提高，這也成為了影響高速列車運行安全較為突出的問題。

因此，針對吊弦結(jié)構(gòu)有必要開展試驗定量研究其疲勞性能，現(xiàn)有的吊弦疲勞試驗多采用上部周期性提吊的方式或者提升重物自由釋放的方式。

現(xiàn)有試驗方式主要有以下兩個缺陷：1)通過上端提吊或者在一定高度釋放重物的方式對吊弦加載與吊弦的實際服役狀態(tài)有一定的區(qū)別。吊弦服役狀態(tài)下受電弓高速掃過的過程中，受電弓運動到吊弦位置時，吊弦承力索端向上的位移小于接觸線的抬升量，吊弦處于松弛狀態(tài)；但受電弓掃過后，接觸線由于自重及張力的存在，會加速向下運動，在未回復(fù)到初始平衡位置時吊弦就會繃直。因此采用以上兩種方式都不能準確的模擬吊弦與接觸線之間的加速沖擊過程。2)吊弦疲勞性能與沖擊載荷有很大關(guān)系，沖擊載荷的大小與重物質(zhì)量及沖擊加速度有關(guān)，單純依靠重物自由落體來加載，對于載荷考慮是偏小的。由于承力索和接觸線都有比較大的張力，各自的固有頻率不同，吊弦載荷的極值應(yīng)該是這兩者振動相位相反的時候，即承力索向上回復(fù)、接觸線加速回落時。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明目的是提一種接觸網(wǎng)吊弦沖擊疲勞試驗工裝及其試驗方法，它能有效地解決吊弦沖擊疲勞試驗提供符合實際服役狀態(tài)載荷的技術(shù)問題。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)的：一種接觸網(wǎng)吊弦沖擊疲勞試驗工裝，包括支架和配重塊，支架底部為正方形框架結(jié)構(gòu)，兩側(cè)為人字形構(gòu)件，該人字形構(gòu)件的四個支點與正方形框架的四角固定，人字形構(gòu)件的頂端設(shè)有橫梁，橫梁中部設(shè)有帶拉力傳感器的連接構(gòu)件，連接構(gòu)件下部設(shè)有吊弦吊掛裝置，人字形構(gòu)件在正方形框架的四個支點內(nèi)側(cè)分別設(shè)有與正方形框架水平面垂直的導(dǎo)軌，水平設(shè)置的限位承托構(gòu)件的中部設(shè)有夾持配重塊的角鋼，兩端設(shè)有垂直導(dǎo)軌間隙配合的通孔。

一種接觸網(wǎng)吊弦沖擊疲勞試驗方法，包括如下步驟：

第一步、將吊弦固定于試驗工裝之上，試驗工裝在振動臺面上，并在吊弦下端懸掛配重塊；

第二步、試驗工裝下部設(shè)有高度可調(diào)的限位承托構(gòu)件，以限制在試驗沖擊過程中配重塊的橫向擺動；

第三步、控制振動臺模擬的脈沖載荷峰值來施加載荷；