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基于模态实验的单滑板受电弓全柔模型修正方法

         
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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.

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