DSA250型受电弓振动特性仿真与测试

动车组通过受电弓从接触网上获取电能, 良好的弓网接触是列车受流的重要保障. 随着列车速度的提高, 弓网动态特性问题日益突出. 受电弓在高速或更高速运行时, 接触网不平顺、气动效应等高频激励, 将激发受电弓的高频弹性模态及富有高频成分的弓网相互作用力. 只考虑受电弓3个垂向自由度的三质量块模型不再适用于高频弓网动力学分析, 为进行更高速下的受电弓动力学参数设计和弓网受流质量评估, 需建立反映结构弹性模态的受电弓全柔模型. 文章提出基于模态实验的受电弓全柔模型的修正方法.
首先, 开展一款新型单滑板高速受电弓的模态实验, 获得260 Hz以内的两阶垂向耦合振动模态参数和6阶垂向弹性模态参数. 然后, 进行受电弓模态频率对材料参数的灵敏度分析, 研究得到弓头、上臂和下臂的弹性模量和密度及弓头弹簧刚度, 对受电弓的8阶垂向模态频率的影响显著, 确定了模型修正的参数. 最后, 利用粒子群优化算法, 获得与模态实验结果吻合度较高的修正全柔模型, 其与实验结果的误差仅为5.2%. 此外, 提出基于模态置信度的振型识别方法, 实现了迭代寻优过程中正确率为100%的模态自动识别.