[發明專利]接觸網異物侵擾故障的仿真方法及系統

在審

• 申請號: 202210464647.4
• 申請日: 2022-04-29
• 公開（公告）號: CN114936488A
• 公開（公告）日: 2022-08-23
• 發明（設計）人: 田升平;張學武;張珹;聶晶鑫;關金發;李飛;王玉環;金光;王強;喬錦新;曹鵬亮
• 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.接觸網異物侵擾故障的仿真方法，其特征在于：

所述方法包括：

建立接觸網三維可視化模型；

利用接觸網三維可視化模型的節點信息，建立接觸網有限元模型，在接觸網有限元模型中添加異物侵擾故障，添加異物侵擾故障的等效方法包括：

將小尺寸異物等效為集中質量荷載，等效方法為將異物質量沿重力方向施加到接觸線或承力索的某一點；

將大尺寸異物等效為具有長度的分散質量荷載，等效方法為將異物質量根據異物外形特征分配給某一段接觸線或承力索，將異物等效的質量荷載沿重力方向施加到接觸線或承力索上；

完成有限元動態仿真求解。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：

建立接觸網三維可視化模型包括：

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；

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；

求解承力索上節點的三維坐標,生成接觸網三維可視化模型。

3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于：

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；

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；

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。

4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于：

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包括：

S1021：根據接觸線的高度信息，求解接觸線對吊弦施加的荷載；

S1022：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；

S1023：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；

S1024：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S1022-S1024；

S1025：當吊弦長度的修正量小于設定值時，提取出承力索的變形量，接觸網的靜力學求解完成。

5.根據權利要求2所述的方法，其特征在于：

求解承力索上節點的三維坐標,生成接觸網三維可視化模型包括：

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三維節點進行參數化繪圖，生成接觸網的三維可視化模型。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于：

完成有限元動態仿真求解包括：

根據受電弓的參數建立受電弓的力學模型；

建立弓網接觸耦合模型；

令受電弓在接觸線上運動；

利用有限元法對運動過程進行仿真計算；

提取仿真數據。

7.接觸網異物侵擾故障的仿真系統，其特征在于：

所述系統用于完成權利要求1-6任一項所述的方法，包括：

接觸網模型建立模塊，用于建立接觸網三維可視化模型；

故障添加模塊，用于利用接觸網三維可視化模型的節點信息，建立接觸網有限元模型，在接觸網有限元模型中添加異物侵擾故障；

仿真計算模塊，用于完成有限元動態仿真求解。

8.接觸網異物侵擾故障的仿真系統存儲介質，其特征在于：

所述存儲介質包括存儲的程序，程序被處理器執行時實現如權利要求1-6任一項所述的方法。