[發明專利]面向故障仿真的接觸網三維可視化模型構建方法及系統

有效

• 申請號: 202210463529.1
• 申請日: 2022-04-29
• 公開（公告）號: CN114564874B
• 公開（公告）日: 2022-09-02
• 發明（設計）人: 張學武;田升平;張珹;聶晶鑫;陳俊卿;王玉環;李飛;劉剛;宮衍圣;關金發;李晉
• 申請（專利權）人: 中鐵第一勘察設計院集團有限公司
• 主分類號: G06F30/23
• 分類號: G06F30/23;G06F119/14
• 代理公司: 西安唐知知識產權代理事務所(普通合伙) 61284
• 代理人: 奇敏;馬睿

1.面向故障仿真的接觸網三維可視化模型構建方法，其特征在于：

所述方法包括：

設定接觸網幾何參數；

設定接觸網材料參數；

設定傳感器的類型及安裝位置；所述傳感器的類型包括張力傳感器、加速度傳感器；所述傳感器的安裝位置包括接觸線、承力索；

對接觸網進行靜力學求解，建立接觸網的靜力學平衡數學模型，包括：

S401：根據接觸線的高度信息，求解接觸線對吊弦施加的荷載；

S402：根據接觸線對吊弦施加的荷載以及吊弦的長度，求解吊弦對承力索施加的荷載；

S403：考慮承力索在不同位置所受的作用力，利用力矩平衡法或有限元法求解承力索的變形量；

S404：根據承力索的變形量，修正吊弦的長度，當吊弦長度的修正量大于設定值時，重復步驟402-404；

S405：當吊弦長度的修正量小于或等于設定值時，提取出承力索的變形量，接觸網的靜力學求解完成；

求解承力索上節點的三維坐標, 建立接觸網三維可視化模型，生成接觸網有限元模型，包括：

根據承力索的變形量，求解出承力索的三維坐標；

根據接觸線的三維坐標以及承力索的三維坐標，連接對應的節點，生成吊弦以及彈性吊索的三維坐標；

在同一坐標系下按照節點進行參數化繪圖，生成接觸網三維可視化模型，建立接觸網有限元模型；

在接觸網有限元模型上加載接觸網故障，獲取傳感器的輸出數據，包括：

當需要評估故障下的弓網動態性能時，將接觸網故障加載到接觸網有限元模型當中，并在接觸網有限元模型基礎上加入受電弓模型，完成弓網動態仿真，提取弓網仿真過程中傳感器輸出數據；

當需要評估故障下的接觸網響應時，直接將接觸網故障加載到接觸網有限元模型當中，接觸網由于故障發生形變將產生新的平衡狀態，提取接觸網形變過程中的傳感器輸出數據。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：

所述接觸網幾何參數包括接觸網基本幾何參數、錨段關節幾何參數、電分相幾何參數；

所述接觸網基本幾何參數包括跨距、拉出值、吊弦數量、中間跨數、接觸線高度、結構高度、第一彈鏈吊弦距定位點距離、彈性吊索長度、第一簡鏈吊弦距定位點距離、彈性吊索張力；

所述錨段關節幾何參數包括五跨錨段關節幾何參數和四跨錨段關節幾何參數；所述五跨錨段關節幾何參數包括前支拉出值、屋脊點抬高、轉換柱抬高及結構高度、后支拉出值及跨距；所述四跨錨段關節幾何參數包括前支拉出值、腕臂間距、轉換柱抬高及結構高度、后支拉出值及跨距；

所述電分相幾何參數包括腕臂間距、過渡點抬高及結構高度、右支拉出值、三支柱抬高、左支拉出值、小錨柱抬高及跨距、轉換柱是否為彈鏈、隔離開關承力索高差、轉化柱抬高及結構高度。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：

所述接觸網材料參數包括接觸網零部件的尺寸、重量、張力、彈性模量、泊松比，以及接觸網上附加設備的重量。

4.面向故障仿真的接觸網三維可視化模型構建系統，其特征在于：

所述系統用于完成權利要求1-3任一項所述的方法，包括：

幾何參數設定模塊，用于設定接觸網幾何參數；

材料參數設定模塊，用于設定接觸網材料參數；

傳感器設定模塊，用于設定傳感器的類型及安裝位置；

第一模型建立模塊，用于對接觸網進行靜力學求解，建立接觸網的靜力學平衡數學模型；

第二模型建立模塊，用于求解承力索上節點的三維坐標, 建立接觸網三維可視化模型，生成接觸網有限元模型；

加載模塊，用于在接觸網有限元模型上加載接觸網故障，獲取傳感器的輸出數據。