高速铁路接触网弹性吊索失效机理分析

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作者 袁远 纪占玲 +3 位作者 陈立明 张海波 潘利科 杨才智 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期3507-3517,共11页

随着高铁列车运行速度的不断提升和开行数量的增加,高速铁路接触网弹性吊索的服役环境变得更加复杂、恶劣,进而导致其在服役过程中易于发生疲劳断裂。基于高速铁路接触网弹性吊索的服役工况,结合失效分析和动力学仿真,对弹性吊索进行失... 随着高铁列车运行速度的不断提升和开行数量的增加,高速铁路接触网弹性吊索的服役环境变得更加复杂、恶劣,进而导致其在服役过程中易于发生疲劳断裂。基于高速铁路接触网弹性吊索的服役工况,结合失效分析和动力学仿真,对弹性吊索进行失效机理分析。首先采用扫描电子显微镜(SEM)表征吊索断口处的微观组织形貌,并通过能谱(EDS)对断口处的成分进行分析,系统研究吊索的断裂机制;然后基于动力学理论构建“车-弓-网”空气动力学模型和弓网刚柔耦合多体动力学模型,采用流-固耦合方法,实现气动与多体动力学的耦合;最后结合吊索服役工况,对明线与隧道,以及隧道内不同张力条件下弹性吊索振动及受力的影响进行仿真模拟。结果表明:线夹紧固时引起弹性吊索的横向压痕,在弓网振动引起的疲劳交变应力作用下导致弹性吊索发生弯曲疲劳断裂,含有S、Cl离子的大气腐蚀环境加速了断裂进程。隧道内受电弓气动抬升力的变化,导致弹性吊索的动态张力、振幅、弯折角度大幅增大,是造成隧道内弹性吊索过早疲劳失效的根本原因;同时张力的松弛导致振幅增大也进一步缩短了弹性吊索的寿命。建议优化弹性吊索与线夹的连接方式,降低连接时的弯曲应力,从而提高弹性吊索的使用寿命。 展开更多

关键词 弹性吊索 失效分析 动力学分析 接触网 弯曲疲劳

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列车制动盘通风散热的数值仿真 被引量：17

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作者 潘利科 韩建民 +2 位作者 李志强 杨智勇 李卫京 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第1期118-124,共7页

对流换热是降低制动盘摩擦面温度的重要散热形式.针对带散热筋结构的列车制动盘,采用CFD-ACE软件,对不同散热筋结构及布置形式下的制动盘内部通道速度场、温度场和对流换热系数等的变化规律进行了研究,提出了用体积换热量评估制动盘的... 对流换热是降低制动盘摩擦面温度的重要散热形式.针对带散热筋结构的列车制动盘,采用CFD-ACE软件,对不同散热筋结构及布置形式下的制动盘内部通道速度场、温度场和对流换热系数等的变化规律进行了研究,提出了用体积换热量评估制动盘的有效换热效率.结果发现:制动盘通风通道对流换热系数沿着内径到外径不断降低,迎风面换热系数明显高于背风面;径向筋板的间断分布可以提高7.4%的制动盘与空气的平均对流换热系数;在长筋板间增加短筋板将增强17.2%的制动盘换热量. 展开更多

关键词 制动盘 散热筋 对流换热 计算流体动力学

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高含量SiC_p/A356复合材料衍生材料的组织与性能 被引量：7

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作者 潘利科 韩建民 +3 位作者 张颖骁 杨智勇 李志强 李卫京 《中国有色金属学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第10期2078-2085,共8页

采用真空半固态搅拌铸造法制备40%（体积分数）的高含量SiCp/A356复合材料;然后以40%SiCp/A356复合材料为原料,采用“稀释法”分别制备出体积分数10%、20%、30%衍生SiCp/A356复合材料。通过对比分析高体积含量复合材料稀释制备的衍生复... 采用真空半固态搅拌铸造法制备40%（体积分数）的高含量SiCp/A356复合材料;然后以40%SiCp/A356复合材料为原料,采用“稀释法”分别制备出体积分数10%、20%、30%衍生SiCp/A356复合材料。通过对比分析高体积含量复合材料稀释制备的衍生复合材料（衍生材料）与直接搅拌制备的搅拌SiCp/A356复合材料（搅拌材料）的断口形貌,发现衍生材料的断口质量及颗粒分布均匀程度均优于相同颗粒含量搅拌材料的;不同颗粒含量的孔隙率、布氏硬度、力学性能变化规律具有稀释效应,即颗粒含量越低,对应数值越小;相同颗粒含量衍生材料的硬度比搅拌材料的高3%～5%左右,力学性能比搅拌材料的力学性能高9%～13%。 展开更多

关键词 SiCp/A356复合材料 搅拌材料 衍生材料 半固态 搅拌铸造

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IEC 62499:2021《轨道交通受流系统受电弓滑板试验方法》标准要点解析

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作者 杨才智 潘利科 +3 位作者 袁远 陈立明 孙健翔 朱晓晗 《铁道车辆》 2024年第4期61-63,113,共4页

受电弓滑板是轨道交通受流系统中的关键部件,其质量影响机车车辆的传输电力运行状况。为保障滑板质量,国内外先后制修订了滑板的相关标准。随着国内外滑板试验技术和方法标准的日益完善,对IEC 62499:2008《轨道交通受流系统受电弓碳滑... 受电弓滑板是轨道交通受流系统中的关键部件,其质量影响机车车辆的传输电力运行状况。为保障滑板质量,国内外先后制修订了滑板的相关标准。随着国内外滑板试验技术和方法标准的日益完善,对IEC 62499:2008《轨道交通受流系统受电弓碳滑板试验方法》标准进行了修订,新版IEC62499:2021《轨道交通受流系统受电弓滑板试验方法》标准已发布。文章对更改的适用范围、电流负载下的温度特性试验、自动降弓动作性能试验、机械抗疲劳强度试验的方法和更改的验收标准,以及增加的试验方法进行了解析,为标准使用者实施提供了参考。 展开更多

关键词 受电弓 滑板 试验方法 标准 解析

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城市轨道交通供电系统钢铝复合轨耐磨性试验方案研究

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作者 邢彤 潘利科 +2 位作者 杨才智 袁远 李刚 《铁道技术监督》 2024年第6期26-29,共4页

在介绍城市轨道交通供电系统钢铝复合轨耐磨性试验的要求和原方案基础上,依据CJ/T 414—2012《城市轨道交通钢铝复合导电轨技术要求》,结合受流器受流过程和钢铝复合轨磨耗情况,提出钢铝复合轨耐磨性试验新方案,并与钢铝复合轨耐磨性试... 在介绍城市轨道交通供电系统钢铝复合轨耐磨性试验的要求和原方案基础上,依据CJ/T 414—2012《城市轨道交通钢铝复合导电轨技术要求》,结合受流器受流过程和钢铝复合轨磨耗情况,提出钢铝复合轨耐磨性试验新方案,并与钢铝复合轨耐磨性试验原方案进行对比分析,开展验证试验。试验结果表明:与钢铝复合轨耐磨性试验原方案相比,新方案试验条件、磨耗比计算模型与实际应用更接近,采用直接测量方法测量钢铝复合轨耐磨性试验前后高度,计算得到的磨耗比结果更加准确可靠。 展开更多

关键词 城市轨道交通 钢铝复合轨 耐磨性试验 试验方案

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高速铁路接触网定位装置的磨损特性研究

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作者 张海波 赵颖昕 +2 位作者 王晓雅 潘利科 王泽兴 《电气化铁道》 2024年第3期54-58,67,共6页

基于Archard磨损理论、力学和摩擦学,结合宏观和有限元分析方法,建立定位装置磨损数值模型,研究定位装置受到的水平拉力对其磨损等现象的影响。结果表明:水平拉力对定位装置磨损产生显著影响;随着拉力的增加,零部件之间的约束逐渐增强,... 基于Archard磨损理论、力学和摩擦学,结合宏观和有限元分析方法,建立定位装置磨损数值模型,研究定位装置受到的水平拉力对其磨损等现象的影响。结果表明:水平拉力对定位装置磨损产生显著影响;随着拉力的增加,零部件之间的约束逐渐增强,水平拉力在合适范围内可以减缓定位装置的磨损和应力集中;影响定位装置磨损的因素主要包括应力集中、接触压应力和相对滑动;通过调节水平拉力可以减缓定位装置的磨损,从而提高其服役寿命。 展开更多

关键词 接触网定位装置 水平拉力 磨损特性

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电气化铁路接触网整体吊弦受力试验研究 被引量：1

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作者 潘利科 陈立明 +2 位作者 张海波 邢彤 杨才智 《中国测试》 CAS 北大核心 2023年第2期22-26,41,共6页

针对电气化铁路接触网整体吊弦受力测量存在的不足,采用自行设计的受力测量装置测量实际线路整体吊弦的静态力和动态力。试验研究结果表明,一跨内6根整体吊弦的受力基本是对称分布的,整体吊弦的位置和初始长度对其受力影响较大;吊弦受... 针对电气化铁路接触网整体吊弦受力测量存在的不足,采用自行设计的受力测量装置测量实际线路整体吊弦的静态力和动态力。试验研究结果表明,一跨内6根整体吊弦的受力基本是对称分布的,整体吊弦的位置和初始长度对其受力影响较大;吊弦受力与吊弦长度成反比,其动态力变化与抬升量为正相关,而单位抬升量下的动态力变化则与抬升量表现出负相关性;并通过动态系数量化不同抬升量下的动态力增长幅值大小,发现对称位置的吊弦长度差异导致动态增长幅值不同。试验研究结果为深入分析列车运行时整体吊弦的受力并验证有限元模型准确性奠定技术基础。 展开更多

关键词 接触网 整体吊弦 静态力 抬升量 动态力 动态系数

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受电弓滑板性能检测研究 被引量：1

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作者 潘利科 徐超 +3 位作者 杨才智 陈立明 张海波 邢彤 《铁道机车车辆》 北大核心 2023年第2期116-122,共7页

受电弓滑板是列车的重要组成部分,其可靠的性能对列车的运行安全具有重要影响。文中分析了受电弓滑板的服役性能要求以及检测现状,系统对比了国内外受电弓滑板的检测技术方法。研究发现,国内外受电弓滑板的检测项目可分为力学性能、电... 受电弓滑板是列车的重要组成部分,其可靠的性能对列车的运行安全具有重要影响。文中分析了受电弓滑板的服役性能要求以及检测现状,系统对比了国内外受电弓滑板的检测技术方法。研究发现,国内外受电弓滑板的检测项目可分为力学性能、电学和温度性能、摩擦磨损性能、自动降弓性能、碳条性能等5大类19小项,IEC 62499-2008、EN 50405-2015与国内的受电弓滑板的检测标准存在一定的关联性,而磨耗性能、碳条性能与国外检测方法的差异较大。文中的研究为更高速度等级受电弓滑板检测标准的制定提供了技术参考。 展开更多

关键词 受电弓滑板 列车 检测 磨耗性能 碳条性能

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ZDPH低合金钢表面第三体形成及演变的实验研究 被引量：2

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作者 李志强 韩建民 +2 位作者 李卫京 潘利科 杨智勇 《航空材料学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期6-12,共7页

选用自主研制的摩擦制动用高纯净低合金钢（ZDPH钢）及铜基粉末冶金材料为配对摩擦副材料,对10组环形摩擦试样分别进行1 ～ 10min的摩擦实验,研究摩擦材料表面第三体的形成过程及演变规律.结果表明：表面第三体可以在一定的摩擦速度和... 选用自主研制的摩擦制动用高纯净低合金钢（ZDPH钢）及铜基粉末冶金材料为配对摩擦副材料,对10组环形摩擦试样分别进行1 ～ 10min的摩擦实验,研究摩擦材料表面第三体的形成过程及演变规律.结果表明：表面第三体可以在一定的摩擦速度和压力条件下形成;随着摩擦时间的增加,表面第三体会分别经历初生阶段和长大阶段,最终趋于稳定,覆盖率、平整度和致密度升高;第三体是由摩擦副材料磨屑及各自氧化物的混合物组成,在摩擦压力和表面高温的共同作用下,第三体经历着形成—破坏—形成的动态过程,其表面具有氧化色斑、粘着颗粒、粘着坑及少量剥离特征,局部存在摩擦副材料的直接转移,显微硬度测试显示第三体的硬度高于摩擦副基体材料. 展开更多

关键词 第三体 形成条件 演变规律

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电气化铁路接触线载流量试验方法对比分析 被引量：3

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作者 潘利科 陈立明 +3 位作者 杨才智 袁远 邢彤 张海波 《电气化铁道》 2023年第4期57-61,共5页

接触线是电气化铁路的重要组成部分,其载流能力对接触网的温升具有重要影响,选择合理的载流量试验方法是接触线性能检测的关键。本文分析了线索载流量的热平衡计算原理,概述了国内外线索载流量的研究方法,并系统对比了接触线、架空线索... 接触线是电气化铁路的重要组成部分,其载流能力对接触网的温升具有重要影响,选择合理的载流量试验方法是接触线性能检测的关键。本文分析了线索载流量的热平衡计算原理,概述了国内外线索载流量的研究方法,并系统对比了接触线、架空线索以及电线电缆的载流量试验方法特点,发现环境控制、试验张力、稳定温度是载流量试验的关键控制因素,现有的接触线载流量试验方法在这3个方面还存在不足。通过本文的研究,为接触线载流量试验方法的进一步完善提供了技术支撑。 展开更多

关键词 电气化铁路 接触线 载流量 试验方法

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电气化铁路接触网零部件失效分析方法探讨 被引量：1

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作者 潘利科 陈立明 +6 位作者 袁远 杨才智 王伟 赵颖昕 雷栋 张海波 邢彤 《电气化铁道》 2023年第S01期129-131,共3页

随着电气化铁路的快速发展,接触网零部件服役失效问题频现。本文以实际服役现场接触网整体吊弦典型失效问题为例,从现场调研与实测、失效形貌与性能测试、实际受力工况仿真、试验再现、改进措施建议等5个方面分析了接触网零部件的失效... 随着电气化铁路的快速发展,接触网零部件服役失效问题频现。本文以实际服役现场接触网整体吊弦典型失效问题为例,从现场调研与实测、失效形貌与性能测试、实际受力工况仿真、试验再现、改进措施建议等5个方面分析了接触网零部件的失效分析方法和对策,为接触网零部件失效分析提供解决方案,保障电气化铁路的运营安全。 展开更多

关键词 电气化铁路 接触网零部件 失效分析 整体吊弦

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消防阀阀体强度模拟计算 被引量：3

12

作者 陈跃 韩建民 +2 位作者 潘利科 李志强 杨智勇 《阀门》 2010年第5期34-37,共4页

介绍了利用ANSYS软件对阀体强度试验过程进行模拟分析的方法,分析了阀体在静水试验压力下的应力和变形。对不同壁厚的阀体分别进行了仿真计算,获得了壁厚与阀体应力和变形的关系。利用流固耦合算法模拟了阀体在水流冲击下的应力和变形情... 介绍了利用ANSYS软件对阀体强度试验过程进行模拟分析的方法,分析了阀体在静水试验压力下的应力和变形。对不同壁厚的阀体分别进行了仿真计算,获得了壁厚与阀体应力和变形的关系。利用流固耦合算法模拟了阀体在水流冲击下的应力和变形情况,为阀体的设计提供参考。 展开更多

关键词 消防阀 阀体 强度 有限元 流固耦合

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电气化铁路接触网电连接装置检测标准及方法研究

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作者 潘利科 《高速铁路技术》 2023年第2期33-37,共5页

电连接装置是电气化铁路接触网的重要组成部分,对保障接触网的供电质量和供电稳定性具有重要作用。本文分析了电气化铁路接触网电连接装置的服役性能要求以及检测现状,系统对比了国内外电连接装置的检测技术方法。研究发现:国内外电连... 电连接装置是电气化铁路接触网的重要组成部分,对保障接触网的供电质量和供电稳定性具有重要作用。本文分析了电气化铁路接触网电连接装置的服役性能要求以及检测现状,系统对比了国内外电连接装置的检测技术方法。研究发现:国内外电连接装置的检测项目可分为几何、机械、电气、材料等4类性能,IEC 60913-2013和EN 50119-2020与国内的电连接装置检测标准存在一定的关联性,机械性能和电气性能比较相近,而振动性能和疲劳性能的差异较大。本文的研究为更高速度等级电连接装置检测标准的制定提供了技术参考。 展开更多

关键词 电连接装置 电气化铁路 机械性能 电气性能

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服役过程状态检测技术助力高速铁路全寿命周期管理 被引量：2

14

作者 陈立明 潘利科 《质量与认证》 2023年第3期85-86,共2页

截至2022年底,我国电气化铁路运营里程达到11万公里以上,其中高速铁路运营里程已达4.2万公里。目前,我国已经建成世界上最先进的高速铁路运维体系,但高速铁路的运维管理经验还相对较少。我国第一条高速铁路京津城际高速铁路于2008年建成... 截至2022年底,我国电气化铁路运营里程达到11万公里以上,其中高速铁路运营里程已达4.2万公里。目前,我国已经建成世界上最先进的高速铁路运维体系,但高速铁路的运维管理经验还相对较少。我国第一条高速铁路京津城际高速铁路于2008年建成,距今仅14年,并且我国幅员辽阔,高速铁路运营环境也千差万别。 展开更多

关键词 铁路运营里程 高速铁路 全寿命周期管理 运维管理 运维体系 状态检测技术 运营环境 电气化

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电气化铁路接触网用绝缘子污闪测试系统研制 被引量：3

15

作者 雷栋 张海波 +4 位作者 王家伟 潘利科 王欣未 戴文睿 毕元珍 《电气化铁道》 2023年第5期37-40,共4页

在牵引供电系统中,因绝缘子污闪引发的变电所跳闸停电事故时有发生。由于现场测量、勘察接触网用绝缘子污秽水平的难度较大,本文依据污秽闪络产生的机理,模拟现场运行环境,研制一套接触网用绝缘子污闪测试系统,能够在实验室模拟绝缘子... 在牵引供电系统中,因绝缘子污闪引发的变电所跳闸停电事故时有发生。由于现场测量、勘察接触网用绝缘子污秽水平的难度较大,本文依据污秽闪络产生的机理,模拟现场运行环境,研制一套接触网用绝缘子污闪测试系统,能够在实验室模拟绝缘子的污闪现象,测量并监控绝缘子表面泄漏电流,为研究解决绝缘子污闪问题奠定基础。 展开更多

关键词 电气化铁路 绝缘子污闪 测试系统

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铜镁合金冷压焊接头组织及性能研究

16

作者 袁远 潘利科 +2 位作者 杨才智 陈立明 邢彤 《电气化铁道》 2023年第S01期169-173,共5页

采用冷压焊对接触网用铜镁合金绞线进行焊接处理,并对其组织和性能进行了研究。研究结果表明:焊缝组织呈现与基体组织垂直的横向晶粒组织,两侧金属相互融合形成了组织致密的结合区;晶粒组织出现明显细化,因此焊接接头的强度得到提高,接... 采用冷压焊对接触网用铜镁合金绞线进行焊接处理,并对其组织和性能进行了研究。研究结果表明:焊缝组织呈现与基体组织垂直的横向晶粒组织,两侧金属相互融合形成了组织致密的结合区;晶粒组织出现明显细化,因此焊接接头的强度得到提高,接头焊接强度系数达96%;但是冷压焊产生的飞边缺陷、应力集中和界面组织结合性能不均等造成合金疲劳性能下降,疲劳性能不足基体的23%。 展开更多

关键词 Cu-Mg合金 冷压焊 疲劳性能

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高速铁路接触网整体吊弦振动谱采集系统设计 被引量：1

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作者 潘利科 陈立明 +4 位作者 徐可佳 张海波 杨才智 邢彤 董冠阔 《电气化铁道》 2021年第6期79-82,共4页

整体吊弦是电气化铁路接触网的重要组成部分,其对保障列车的安全稳定运行具有重要作用。针对高速列车通过时整体吊弦振动谱采集的问题,设计开发了一种远程非接触式整体吊弦振动谱采集系统,可实现智能采集接触网整体吊弦振动谱,为开展高... 整体吊弦是电气化铁路接触网的重要组成部分,其对保障列车的安全稳定运行具有重要作用。针对高速列车通过时整体吊弦振动谱采集的问题,设计开发了一种远程非接触式整体吊弦振动谱采集系统,可实现智能采集接触网整体吊弦振动谱,为开展高速列车对整体吊弦振动和失效的影响规律研究奠定技术基础。 展开更多

关键词 整体吊弦 振动谱 接触网 电气化铁路

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高速铁路接触网振动模拟方法研究 被引量：1

18

作者 潘利科 陈立明 +3 位作者 张海波 邢彤 杨才智 董冠阔 《中国设备工程》 2022年第10期234-237,共4页

接触网振动规律的研究对评估接触网的使用寿命具有重要作用。采用梁-杆单元建立了实际高速铁路接触网的简化有限元模型,并通过静态找形、模拟接触网架设过程等方法对接触网模型进行找形分析,并采用三质量块模型建立了等效的受电弓模型... 接触网振动规律的研究对评估接触网的使用寿命具有重要作用。采用梁-杆单元建立了实际高速铁路接触网的简化有限元模型,并通过静态找形、模拟接触网架设过程等方法对接触网模型进行找形分析,并采用三质量块模型建立了等效的受电弓模型。通过罚函数法在有限元模型中建立模拟弓网相互作用的刚-柔接触对,采用Newmark-β积分法对振动过程进行求解。有限元分析的接触网抬升量结果与实测结果比对误差在20%左右,有限元模型与方法的准确性得到了验证。 展开更多

关键词 接触网 高速铁路 有限元 模拟 振动 静态找形 受电弓 抬升量

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低温对电气化铁路铜合金接触线力学和电学性能影响研究 被引量：1

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作者 潘利科 杨才智 +5 位作者 袁远 陈立明 邢彤 张海波 徐超 雷栋 《材料研究与应用》 CAS 2022年第6期1014-1016,共3页

随着电气铁路的快速发展,低温高寒地区接触线得到普遍应用,其力学和电学性能对电气化铁路接触网的供电可靠性具有重要影响。通过对比试验研究了低温(-55℃)和常温(25℃)环境对CTMM150接触线力学和电学性能的影响。试验研究结果表明,低... 随着电气铁路的快速发展,低温高寒地区接触线得到普遍应用,其力学和电学性能对电气化铁路接触网的供电可靠性具有重要影响。通过对比试验研究了低温(-55℃)和常温(25℃)环境对CTMM150接触线力学和电学性能的影响。试验研究结果表明,低温试验后,接触线的拉断力提高了2.2%,电阻率降低了16.0%,伸长率降低了8.8%,其各项性能均满足标准要求。为低温高寒地区电气化铁路接触线的应用提供了数据支撑。 展开更多

关键词 接触网 电气化铁路 低温 接触线 拉断力

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整体吊弦振动疲劳试验方法及装置研究 被引量：4

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作者 潘利科 陈立明 +3 位作者 张海波 徐超 杨才智 邢彤 《电气化铁道》 2020年第S02期73-76,共4页

整体吊弦的振动疲劳特性是影响其使用寿命的关键性能之一,开展整体吊弦的振动疲劳性能研究对评估接触网整体吊弦的使用寿命具有重要作用。本文综合分析了整体吊弦的实际服役过程,并对比分析了国内外整体吊弦的检验方法,提出了一种模拟... 整体吊弦的振动疲劳特性是影响其使用寿命的关键性能之一,开展整体吊弦的振动疲劳性能研究对评估接触网整体吊弦的使用寿命具有重要作用。本文综合分析了整体吊弦的实际服役过程,并对比分析了国内外整体吊弦的检验方法,提出了一种模拟整体吊弦服役过程的等效振动疲劳试验方法,根据该方法设计了2种不同结构的整体吊弦振动疲劳试验设备,为整体吊弦的振动疲劳性能研究奠定了基础。 展开更多

关键词 接触网 整体吊弦 振动疲劳 试验方法

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