高速铁路弓网温度场仿真与分析

"关于弓网温度场研究的毕业设计项目" 本文主要探讨的是高速铁路弓网系统的温度场特性，这是由于高速铁路的快速发展对弓网系统的研究提出了更高要求。弓网系统由受电弓和接触线构成，是高速铁路获取电能的核心组件，对列车的运行和停止起到关键作用。在高速运行中，弓网系统的损耗，特别是由于温度升高导致的损耗，对高铁的性能和安全性有显著影响。 首先，温度升高主要来源于三个方面：受电弓与接触网之间的机械摩擦产生的热、接触电阻导致的焦耳热以及可能产生的电弧热。通过建立三维的弓网系统模型，并使用多物理场有限元仿真软件COMSOL进行仿真，可以模拟运行过程中弓网模型的温度变化。在特定电流条件下，随着速度的增加，弓网系统的焦耳热反而减小；而在一定的速度下，焦耳热随电流增大略有增加。模型显示，当运行速度从100km/h开始提升时，模型的温度呈现下降趋势。 实验结果与仿真结果的对比验证，有助于深入理解运动过程中弓网系统的温度场特性。弓网电弧是影响系统的一个重要因素，它不同于其他类型的电弧，因为它在维持离线状态下弓网系统的持续受流中有重要作用，而且没有专门的灭弧装置。电弧的危害包括产生电磁干扰、噪声污染，以及对接触网和受电弓滑板的电蚀，从而缩短它们的使用寿命。 研究表明，弓网间的电流、相对运动速度和法向接触压力是影响磨损的关键因素，其中温度升高尤为关键。弓网载流系统是一个涉及多种物理现象的复杂系统，其温度上升是由焦耳热、摩擦热和电弧热的相互作用引起的。尽管电弧的研究已经广泛，但针对弓网电弧特性的研究相对较少，尤其是在温度场分布方面的研究尚待深入。 高速铁路的发展趋势推动了对列车速度提升的追求，而弓网系统的优化，特别是温度控制，对于保障列车安全、提高运行效率至关重要。通过本研究，可以为优化弓网设计、减少损耗提供理论依据，进一步促进高速铁路技术的进步。