高速鐵路接觸網(wǎng)零部件應(yīng)用與研究

　 1 高速鐵路接觸網(wǎng)及零部件概述……………………………………………………………1
　　　1.1高速鐵路接觸網(wǎng)簡介…………………………………………………………………1
　　　1.2接觸懸掛系統(tǒng)參數(shù)……………………………………………………………………3
　　　1.3接觸網(wǎng)裝備分類………………………………………………………………………4
　　　1.4關(guān)鍵零部件組成及功能………………………………………………………………5
　　　1.5接觸網(wǎng)及零部件的基本要求…………………………………………………………8
　　2 高速鐵路接觸網(wǎng)零部件的應(yīng)用…………………………………………………………10
　　　2.1國外應(yīng)用………………………………………………………………………………10
　　　　2.1.1 概況………………………………………………………………………………10
　　　　2.1.2 德國高速鐵路接觸網(wǎng)零部件……………………………………………………11
　　　　2.1.3 日本高速鐵路接觸網(wǎng)零部件……………………………………………………21
　　　　2.1.4 法國高速鐵路接觸網(wǎng)零部件……………………………………………………26
　　　2.2國內(nèi)應(yīng)用………………………………………………………………………………30
　　　　2.2.1 300～350 km/h典型線路零部件 ………………………………………………30
　　　　2.2.2 200～250 km/h典型線路零部件……………………………………………… 54
　　3 高速鐵路接觸網(wǎng)零部件特點及發(fā)展………………………………………………………73
　　　3.1零部件技術(shù)發(fā)展路線…………………………………………………………………73
　　　　3.1.1引進(jìn)技術(shù)階段……………………………………………………………………73
　　　　3.1.2消化吸收（國產(chǎn)化）階段………………………………………………………74
　　　　3.1.3優(yōu)化改進(jìn)階段……………………………………………………………………75
　　　　3.1.4自主創(chuàng)新和新一代技術(shù)研發(fā)階段………………………………………………75
　　　3.2 300～350 km/h零部件的型式及特點………………………………………………76
　　　　3.2.1 腕臂結(jié)構(gòu)…………………………………………………………………………76
　　　　3.2.2 定位裝置……………………………………………………………………… 86
　　　　3.2.3 下錨補償裝置………………………………………………………………… 105
　　　　3.2.4 吊弦裝置……………………………………………………………………… 116
　　　　3.2.5 終端錨固線夾………………………………………………………………… 125
　　　　3.2.6 中心錨結(jié)線夾………………………………………………………………… 129
　　　　3.2.7 電連接線夾…………………………………………………………………… 131
　　　　3.2.8 彈性吊索線夾………………………………………………………………… 133
　　　　3.2.9 線岔裝置……………………………………………………………………… 134
　　　3.3 200～250 km/h零部件的型式及特點…………………………………………… 134
　　　　3.3.1腕臂結(jié)構(gòu)……………………………………………………………………… 134
　　　　3.3.2定位裝置……………………………………………………………………… 139
　　　　3.3.3下錨補償裝置………………………………………………………………… 151
　　　　3.3.4吊弦裝置……………………………………………………………………… 153
　　　　3.3.5終端錨固線夾………………………………………………………………… 153
　　　　3.3.6電連接線夾…………………………………………………………………… 156
　　　3.4 零部件的演變與發(fā)展……………………………………………………………… 158
　　　　3.4.1 發(fā)展概況……………………………………………………………………… 158
　　　　3.4.2 腕臂和定位結(jié)構(gòu)形式的發(fā)展歷程…………………………………………… 160
　　　　3.4.3 腕臂和定位零部件…………………………………………………………… 165
　　　　3.4.4 下錨補償裝置…………………………………………………………………175
　　　　3.4.5 其他零部件……………………………………………………………………177
　　4 高速鐵路接觸網(wǎng)零部件材料與工藝……………………………………………………181
　　　4.1 主要材料……………………………………………………………………………181
　　　　4.1.1 銅及銅合金……………………………………………………………………181
　　　　4.1.2 鋁及鋁合金……………………………………………………………………189
　　　　4.1.3 碳素結(jié)構(gòu)鋼……………………………………………………………………194
　　　　4.1.4 不銹鋼…………………………………………………………………………198
　　　4.2 主要工藝……………………………………………………………………………203
　　　　4.2.1 鍛造工藝………………………………………………………………………203
　　　　4.2.2 鑄造工藝………………………………………………………………………207
　　　　4.2.3 沖壓工藝………………………………………………………………………213
　　　　4.2.4 液態(tài)模鍛技術(shù)…………………………………………………………………218
　　　　4.2.5 工藝分析………………………………………………………………………221
　　5 高速鐵路接觸網(wǎng)零部件防松與防腐……………………………………………………225
　　　5.1 高速鐵路接觸網(wǎng)零部件的防松……………………………………………………225
　　　　5.1.1 螺紋連接特性…………………………………………………………………225
　　　　5.1.2 螺紋松動原理…………………………………………………………………228
　　　　5.1.3 螺紋精度對防松性能的影響………………………………………………… 228
　　　　5.1.4 螺紋連接防松措施…………………………………………………………… 230
　　　　5.1.5 防松原則及注意事項………………………………………………………… 236
　　　5.2 高速鐵路接觸網(wǎng)零部件的防腐……………………………………………………237
　　　　5.2.1 腐蝕機理……………………………………………………………………… 237
　　　　5.2.2 腐蝕示例……………………………………………………………………… 238
　　　　5.2.3 防腐措施……………………………………………………………………… 239
　　6 高速鐵路接觸網(wǎng)零部件失效分析……………………………………………………… 252
　　　6.1 零部件常見失效形式……………………………………………………………… 252
　　　　6.1.1 斷裂失效……………………………………………………………………… 252
　　　　6.1.2 屈服失效……………………………………………………………………… 259
　　　　6.1.3 表面破壞……………………………………………………………………… 261
　　　6.2 零部件失效實例分析………………………………………………………………263
　　　　6.2.1 失效分析診斷………………………………………………………………… 263
　　　　6.2.2 整體吊弦失效分析…………………………………………………………… 266
　　　　6.2.3 定位鉤環(huán)失效分析…………………………………………………………… 274
　　　6.3 零部件故障案例原因分析………………………………………………………… 280
　　　　6.3.1 設(shè)計不合理…………………………………………………………………… 281
　　　　6.3.2 產(chǎn)品質(zhì)量不合格……………………………………………………………… 283
　　　　6.3.3 施工安裝不當(dāng)………………………………………………………………… 286
　　　　6.3.4 維護(hù)不到位…………………………………………………………………… 286
　　7 新型高速鐵路接觸網(wǎng)系統(tǒng)研究………………………………………………………… 288
　　　7.1 高速鐵路接觸網(wǎng)系統(tǒng)現(xiàn)狀………………………………………………………… 288
　　　　7.1.1國內(nèi)現(xiàn)狀……………………………………………………………………… 288
　　　　7.1.2國外現(xiàn)狀……………………………………………………………………… 290
　　　7.2 新型高速鐵路接觸網(wǎng)系統(tǒng)參數(shù)……………………………………………………292
　　　　7.2.1評價標(biāo)準(zhǔn)分析………………………………………………………………… 292
　　　　7.2.2系統(tǒng)參數(shù)研究………………………………………………………………… 294
　　　　7.2.3系統(tǒng)參數(shù)確定………………………………………………………………… 301
　　　7.3 新型腕臂定位系統(tǒng)結(jié)構(gòu)……………………………………………………………303
　　　　7.3.1力學(xué)性能要求………………………………………………………………… 303
　　　　7.3.2系統(tǒng)結(jié)構(gòu)研究………………………………………………………………… 304
　　　　7.3.3系統(tǒng)結(jié)構(gòu)確定………………………………………………………………… 311
　　　　7.3.4靜力學(xué)特性效驗……………………………………………………………… 312
　　　　7.3.5動力學(xué)特性效驗……………………………………………………………… 314
　　8 新型高速鐵路接觸網(wǎng)零部件研究…………………………………………………… 317
　　　8.1 研究背景……………………………………………………………………………317
　　　8.2 腕臂和定位裝置……………………………………………………………………318
　　　　8.2.1 組成零部件…………………………………………………………………… 318
　　　　8.2.2 結(jié)構(gòu)計算及校驗……………………………………………………………… 326
　　　　8.2.3 主要技術(shù)條件………………………………………………………………… 335
　　　　8.2.4 生產(chǎn)過程控制………………………………………………………………… 349
　　　　8.2.5 測試檢驗及應(yīng)用……………………………………………………………… 357
　　　8.3 接觸線中心錨結(jié)線夾……………………………………………………………… 372
　　　　8.3.1 原接觸線中心錨線夾………………………………………………………… 372
　　　　8.3.2 新型接觸線中心錨結(jié)線夾…………………………………………………… 372
　　　　8.3.3 主要技術(shù)條件………………………………………………………………… 373
　　　　8.3.4 生產(chǎn)過程控制………………………………………………………………… 374
　　　　8.3.5 測試檢驗及應(yīng)用……………………………………………………………… 374
　　　8.4 整體吊弦……………………………………………………………………………376
　　　　8.4.1 原整體吊弦…………………………………………………………………… 376
　　　　8.4.2 耐疲勞整體吊弦……………………………………………………………… 377
　　　　8.4.3 主要技術(shù)條件………………………………………………………………… 378
　　　　8.4.4 生產(chǎn)過程控制………………………………………………………………… 379
　　　　8.4.5 測試檢驗及應(yīng)用……………………………………………………………… 380
　　　8.5 終端錨固線夾………………………………………………………………………383
　　　　8.5.1 原終端錨固線夾……………………………………………………………… 383
　　　　8.5.2 新型終端錨固線夾…………………………………………………………… 383
　　　　8.5.3 主要技術(shù)條件………………………………………………………………… 384
　　　　8.5.4 生產(chǎn)過程控制………………………………………………………………… 385
　　　　8.5.5 測試檢驗及應(yīng)用……………………………………………………………… 386
　　　8.6 傘齒棘輪補償裝置…………………………………………………………………388
　　　　8.6.1 原棘輪補償裝置……………………………………………………………… 388
　　　　8.6.2 傘齒棘輪補償裝置…………………………………………………………… 389
　　　　8.6.3 主要技術(shù)條件………………………………………………………………… 389
　　　　8.6.4 生產(chǎn)過程控制………………………………………………………………… 390
　　　　8.6.5 測試檢驗……………………………………………………………………… 392
　　　8.7 碳纖維復(fù)合材料定位器……………………………………………………………393
　　　　8.7.1 復(fù)合材料在軌道交通中的應(yīng)用……………………………………………… 393
　　　　8.7.2 碳纖維復(fù)合材料特性………………………………………………………… 395
　　　　8.7.3 碳纖維復(fù)合材料定位器設(shè)計…………………………………………………397
　　　　8.7.4 生產(chǎn)過程控制…………………………………………………………………405
　　　　8.7.5 模擬仿真驗證…………………………………………………………………407
　　　　8.7.6 測試檢驗………………………………………………………………………410
　　　8.8 研究結(jié)論………………………………………………………………………… 411
　　9 發(fā)展展望…………………………………………………………………………………412
　　　9.1 接觸網(wǎng)簡統(tǒng)化、標(biāo)準(zhǔn)化……………………………………………………………412
　　　　9.1.1 國內(nèi)外現(xiàn)狀……………………………………………………………………412
　　　　9.1.2 意義和目標(biāo)……………………………………………………………………413
　　　　9.1.3 簡統(tǒng)化技術(shù)路線………………………………………………………………414
　　　9.2 接觸網(wǎng)輕量化、一體化和模塊化…………………………………………………415
　　　　9.2.1 國內(nèi)外現(xiàn)狀……………………………………………………………………415
　　　　9.2.2 意義和目標(biāo)……………………………………………………………………415
　　　　9.2.3 主要研究內(nèi)容…………………………………………………………………416
　　　9.3 接觸網(wǎng)節(jié)能化和智能化……………………………………………………………417
　　　　9.3.1 高強度、高導(dǎo)電率接觸網(wǎng)及配套零部件……………………………………417
　　　　9.3.2 接觸網(wǎng)零部件預(yù)配安裝智能化………………………………………………417
　　　　9.3.3 基于分布式光纖的接觸網(wǎng)導(dǎo)線及零部件在線監(jiān)測…………………………418　
　　　9.4 檢測監(jiān)測現(xiàn)代化……………………………………………………………………419
　　　　9.4.1 推行故障預(yù)測與健康管理（PHM）…………………………………………419
　 9.4.2 深化供電系統(tǒng)6C檢測技術(shù)研究與應(yīng)用………………………………………419
　　　　9.4.3 實施高速鐵路接觸網(wǎng)系統(tǒng)全壽命周期管理…………………………………420
　　參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………421