橫風(fēng)對(duì)受電弓空氣動(dòng)力學(xué)性能的影響

高速列車(chē)通常采用電力引導(dǎo)，運(yùn)行過(guò)程中所需的能源能力由帶有電子弓的接口系統(tǒng)提供。受電弓安裝于列車(chē)頂部屬于移動(dòng)設(shè)備,接觸網(wǎng)架設(shè)在鐵路沿線屬于固定設(shè)備,受電弓與接觸網(wǎng)在相對(duì)滑動(dòng)接觸過(guò)程中實(shí)現(xiàn)電能的傳輸,弓網(wǎng)之間必須具備可靠的接觸才能保證電能傳輸?shù)牟婚g斷。然而,列車(chē)高速運(yùn)行時(shí),弓網(wǎng)相互作用形成了耦合的振動(dòng)系統(tǒng),弓網(wǎng)系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)性能成為決定受流質(zhì)量的關(guān)鍵因素,因此,諸多學(xué)者對(duì)弓網(wǎng)系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)仿真以及試驗(yàn)方法開(kāi)展了廣泛而深入的研究,為弓網(wǎng)系統(tǒng)的穩(wěn)定受流提供了重要的技術(shù)支撐作用。受電弓的空氣動(dòng)力學(xué)性能是限制列車(chē)運(yùn)行速度提高的關(guān)鍵因素之一,研究表明高速氣流作用于受電弓形成的氣動(dòng)力對(duì)弓網(wǎng)動(dòng)力學(xué)和受流質(zhì)量具有重要影響。這是由于受電弓的靜態(tài)抬升力通常為70N左右,氣動(dòng)力使得受電弓抬升力產(chǎn)生了較大變化,從而改變弓網(wǎng)之間的動(dòng)態(tài)接觸壓力,因此,高速列車(chē)所用受電弓通常會(huì)安裝導(dǎo)流板,利用導(dǎo)流板產(chǎn)生的氣動(dòng)升力調(diào)節(jié)受電弓的抬升力,從而確保高速列車(chē)以不同速度和方向運(yùn)行時(shí),受電弓都具備合理的抬升力。歐洲鐵路聯(lián)盟認(rèn)為不僅要考慮列車(chē)運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的高速氣流對(duì)弓網(wǎng)受流的影響,同時(shí)也要關(guān)注橫風(fēng)的影響。Pombo等研究指出橫向自然風(fēng)作用于接觸網(wǎng)引起的弓網(wǎng)動(dòng)力學(xué)性能的變化可以忽略,只需考慮橫風(fēng)環(huán)境中受電弓抬升力變化引起的弓網(wǎng)受流質(zhì)量的改變,然而,研究過(guò)程中受電弓氣動(dòng)抬升力是通過(guò)風(fēng)洞試驗(yàn)獲得,并未考慮橫向自然風(fēng)的時(shí)空相關(guān)性以及列車(chē)對(duì)受電弓所在流場(chǎng)的影響。國(guó)內(nèi)進(jìn)行了橫向自然風(fēng)作用下接觸網(wǎng)的風(fēng)振響應(yīng)以及對(duì)弓網(wǎng)受流的影響分析,指出接觸網(wǎng)在橫向自然風(fēng)作用下表現(xiàn)出橫向和垂向的耦合振動(dòng),實(shí)驗(yàn)結(jié)果證實(shí)接觸網(wǎng)風(fēng)振對(duì)弓網(wǎng)動(dòng)態(tài)性能具有很大影響,但是,列車(chē)在橫風(fēng)環(huán)境中運(yùn)行時(shí),受電弓與接觸網(wǎng)同時(shí)受到橫風(fēng)的影響,不考慮橫風(fēng)引起的受電弓氣動(dòng)力變化,則難以準(zhǔn)確分析和評(píng)估橫風(fēng)對(duì)弓網(wǎng)受流質(zhì)量的影響。本文基于Davenport風(fēng)速譜和線性濾波法,建立了受電弓-接觸網(wǎng)系統(tǒng)的隨機(jī)風(fēng)場(chǎng),得到了作用于接觸網(wǎng)和受電弓不同時(shí)刻的橫風(fēng)風(fēng)速。采用計(jì)算流體力學(xué)方法獲得了接觸網(wǎng)的風(fēng)荷載以及受電弓的氣動(dòng)抬升力,并且擬合了不同橫風(fēng)風(fēng)速條件下受電弓氣動(dòng)抬升力計(jì)算公式,從而獲得列車(chē)在橫風(fēng)環(huán)境中運(yùn)行時(shí),受電弓氣動(dòng)抬升力時(shí)程曲線。采用三維弓網(wǎng)耦合動(dòng)力學(xué)仿真模型,系統(tǒng)分析了橫向自然風(fēng)作用于受電弓-接觸網(wǎng)系統(tǒng)時(shí),弓網(wǎng)動(dòng)力學(xué)性能的變化規(guī)律,從而為高速列車(chē)在橫風(fēng)環(huán)境中運(yùn)行的安全性評(píng)估和大風(fēng)預(yù)警系統(tǒng)的建立,提供了準(zhǔn)確的理論方法和重要的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。1帶有電弓接觸網(wǎng)的系統(tǒng)隨機(jī)風(fēng)場(chǎng)1.1弓網(wǎng)相互作用的模擬自然風(fēng)包含周期較長(zhǎng)的平均風(fēng)和周期較短的脈動(dòng)風(fēng),平均風(fēng)周期一般大于結(jié)構(gòu)的自振周期,通常認(rèn)為平均風(fēng)荷載對(duì)結(jié)構(gòu)產(chǎn)生靜力作用;而脈動(dòng)風(fēng)周期一般在幾秒至幾十秒,脈動(dòng)風(fēng)荷載的作用性質(zhì)可視為動(dòng)載荷。接觸網(wǎng)屬于柔性結(jié)構(gòu),其自重較輕,自振頻率較低,屬風(fēng)敏感結(jié)構(gòu),在風(fēng)荷載作用下易產(chǎn)生較大的變形和振動(dòng),且表現(xiàn)出很強(qiáng)的非線性特征;此外,受電弓在自然風(fēng)作用下產(chǎn)生的非定常氣動(dòng)力,會(huì)導(dǎo)致受電弓抬升力變化以及產(chǎn)生風(fēng)致振動(dòng),從而使得弓網(wǎng)接觸壓力發(fā)生顯著改變。因此,需要建立受電弓-接觸網(wǎng)系統(tǒng)的隨機(jī)風(fēng)場(chǎng),從而考慮自然風(fēng)的脈動(dòng)成分,才能準(zhǔn)確獲得列車(chē)在橫風(fēng)環(huán)境中運(yùn)行時(shí),弓網(wǎng)相互作用的動(dòng)態(tài)行為。任一點(diǎn)處的自然風(fēng)風(fēng)速可表示為式中:x,y,z為該點(diǎn)的空間坐標(biāo),t為時(shí)間;W(x,y,z,t)為該點(diǎn)的自然風(fēng)風(fēng)速,ue07b(z)為該點(diǎn)高度z時(shí)的平均風(fēng)速,w(x,y,z,t)為該點(diǎn)的脈動(dòng)風(fēng)速。平均風(fēng)速沿高度變化的規(guī)律可用指數(shù)律來(lái)表示,因此,平均風(fēng)速u(mài)e07b與10m高度處的平均風(fēng)速的指數(shù)律關(guān)系為大氣風(fēng)脈動(dòng)可近似認(rèn)為是各態(tài)歷經(jīng)、零均值、平穩(wěn)高斯過(guò)程,其模擬方法主要有諧波合成法、線性濾波法和小波變換法,其中,線性濾波法可模擬具有隨機(jī)性、時(shí)間和空間相關(guān)性的脈動(dòng)風(fēng)場(chǎng),并且具備高效、高精度的特點(diǎn)。此外,考慮到高速鐵路所用接觸網(wǎng),接觸線離軌面高度通常為5300mm左右,而接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)高度為1500mm左右,可忽略弓網(wǎng)系統(tǒng)各模擬點(diǎn)處因高度變化引起的風(fēng)速差異,因此,本文采用湍流尺度沿高度不變的Davenport譜和基于AR模型的線性濾波法建立受電弓-接觸網(wǎng)系統(tǒng)的隨機(jī)風(fēng)場(chǎng)。Davenport風(fēng)速譜可表示為式中:;K為反映地面粗糙度的系數(shù);n為脈動(dòng)風(fēng)赫茲頻率?；贏R模型的線性濾波法模擬脈動(dòng)風(fēng),M個(gè)點(diǎn)的空間相關(guān)脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程x(Z,Y,Z,t)列向量可表述為式中:X=[x1,x2,…,xi,…,xM]T,Y=[y1,y2,…,yi,…,yM]T,Z=[z1,z2,…,zi,…,zM]T,(xi,yi,zi)為空間第i點(diǎn)的坐標(biāo);p為AR模型最大階數(shù);Δt為模擬風(fēng)速時(shí)程的時(shí)間步長(zhǎng);φk為k階AR模型自回歸系數(shù)矩陣,為M×M階方陣;N(t)為獨(dú)立隨機(jī)過(guò)程向量。由式(4)可知,為求解脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程w(X,Y,Z,t)需先求得自回歸系數(shù)矩陣φk和獨(dú)立隨機(jī)過(guò)程向量N(t),具體求解過(guò)程可參考文獻(xiàn)。1.2接觸線和承力索上的風(fēng)速本文針對(duì)武廣高速鐵路接觸網(wǎng)和高速列車(chē)建立隨機(jī)風(fēng)場(chǎng),接觸網(wǎng)跨距為50m,以長(zhǎng)度500m的接觸網(wǎng)為研究對(duì)象。沿接觸網(wǎng)布置方向,將接觸網(wǎng)和高速列車(chē)所在區(qū)域分割成間距為25m的等分區(qū),在等分區(qū)兩側(cè)分別取風(fēng)速模擬點(diǎn),從而建立受電弓-接觸網(wǎng)系統(tǒng)的隨機(jī)風(fēng)場(chǎng),如圖1所示。等分區(qū)內(nèi)的風(fēng)速與左側(cè)模擬點(diǎn)的風(fēng)速一致,接觸線和承力索上的風(fēng)速與等分區(qū)內(nèi)的風(fēng)速相同,作用于受電弓的風(fēng)速則根據(jù)其所在位置而確定,若受電弓位于一個(gè)等分區(qū)則取該等分區(qū)的風(fēng)速,若同時(shí)位于兩個(gè)等分區(qū)則風(fēng)速取兩者的平均值。采用四階AR模型的線性濾波法,地面粗糙度系數(shù)取0.16,模擬點(diǎn)高度取5300mm,時(shí)間步長(zhǎng)取0.1s,編制了MATLAB計(jì)算程序。圖2(a)給出了平均風(fēng)速為20m·s-1時(shí),點(diǎn)10處的脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程,為驗(yàn)證模擬得到的脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程的準(zhǔn)確性,將脈動(dòng)風(fēng)速時(shí)程變換到頻域中,在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)系中與目標(biāo)譜進(jìn)行比較,發(fā)現(xiàn)模擬譜和目標(biāo)譜比較一致,見(jiàn)圖2(b),由此便可建立受電弓-接觸網(wǎng)系統(tǒng)的隨機(jī)風(fēng)場(chǎng),研究高速列車(chē)在橫風(fēng)環(huán)境中運(yùn)行時(shí)的弓網(wǎng)動(dòng)力學(xué)特性。2受電弓接觸網(wǎng)系統(tǒng)的動(dòng)載2.1受電弓/高速列車(chē)三維空氣動(dòng)力學(xué)模型列車(chē)在橫風(fēng)環(huán)境中高速運(yùn)行時(shí),一方面受到與列車(chē)運(yùn)行方向相反,速度為-V的高速氣流作用;另一方面受到速度為W的橫風(fēng)作用,高速氣流與橫風(fēng)的合成風(fēng)速度為U,列車(chē)運(yùn)行速度與合成風(fēng)速度之間的夾角β稱為側(cè)偏角,如圖3所示。受電弓在高速氣流作用下,使其抬升力產(chǎn)生顯著變化進(jìn)而影響弓網(wǎng)之間的接觸壓力和受流質(zhì)量,而橫風(fēng)會(huì)使受電弓產(chǎn)生橫向氣動(dòng)載荷,同時(shí)受電弓處于列車(chē)空氣繞流場(chǎng)之中,橫風(fēng)也會(huì)改變受電弓周?chē)牧鲌?chǎng)分布進(jìn)而影響受電弓抬升力。文獻(xiàn)指出受電弓在橫風(fēng)作用下產(chǎn)生的橫向位移較小,可不予考慮,因此,受電弓在高速氣流和橫風(fēng)共同作用時(shí),只需考慮受電弓在兩者作用下引起的抬升力變化對(duì)弓網(wǎng)動(dòng)力學(xué)性能的影響。受電弓氣動(dòng)抬升力可通過(guò)線路試驗(yàn)、風(fēng)洞試驗(yàn)以及數(shù)值仿真獲得,線路試驗(yàn)的精確度高,但受氣候條件的限制,要獲得不同橫風(fēng)條件下的受電弓氣動(dòng)抬力數(shù)據(jù)十分困難。風(fēng)洞試驗(yàn)?zāi)軌蛲瓿扇叽绲膯蝹€(gè)受電弓空氣動(dòng)力學(xué)試驗(yàn),但是橫風(fēng)環(huán)境中受電弓周?chē)鲌?chǎng)受到列車(chē)車(chē)體的影響,氣流速度的大小和方向均會(huì)發(fā)生變化,所以必需采用包含受電弓的高速列車(chē)縮比模型進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn),縮比模型的風(fēng)洞試驗(yàn)難以保證與列車(chē)實(shí)際流場(chǎng)中的雷諾數(shù)一致,從而導(dǎo)致受電弓氣動(dòng)力測(cè)量產(chǎn)生較大誤差。高性能計(jì)算機(jī)和計(jì)算流體力學(xué)的發(fā)展,使得列車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)數(shù)值仿真成為了分析列車(chē)周?chē)鲌?chǎng)和優(yōu)化列車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)性能的關(guān)鍵手段之一。因此,本文采用數(shù)值仿真進(jìn)行橫風(fēng)條件下受電弓氣動(dòng)力的計(jì)算,建立受電弓/高速列車(chē)三維空氣動(dòng)力學(xué)仿真模型,如圖4所示,受電弓主要由弓頭、框架和底座三部分構(gòu)成,并且受電弓周?chē)嬖谳^多高壓電器元件。采用計(jì)算流體商用軟件FLUENT,計(jì)算了列車(chē)在橫風(fēng)環(huán)境中運(yùn)行時(shí)受電弓所受氣動(dòng)力,邊界條件設(shè)置、計(jì)算區(qū)域和網(wǎng)格,如圖5所示,列車(chē)和受電弓表面設(shè)置為無(wú)滑移壁面邊界;地面設(shè)置為以列車(chē)速度滑移的壁面邊界;計(jì)算區(qū)域頂部設(shè)置為對(duì)稱邊界。高速列車(chē)周?chē)鲌?chǎng)采用定常不可壓縮流描述,湍流模型采用標(biāo)準(zhǔn)的κ-ε模型,計(jì)算了列車(chē)運(yùn)行速度為300km·h-1,不同橫風(fēng)風(fēng)速(0~40m·s-1)時(shí),受電弓各部件的氣動(dòng)力。根據(jù)受電弓氣動(dòng)抬升力計(jì)算方法,獲得了不同橫風(fēng)風(fēng)速條件下,受電弓產(chǎn)生的氣動(dòng)抬升力,如圖6所示,由圖可知,列車(chē)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的高速氣流使得受電弓產(chǎn)生了較大的氣動(dòng)抬升力,當(dāng)橫風(fēng)速度為0時(shí),氣動(dòng)抬升力大小為65N左右;隨著橫風(fēng)速度的增加,氣動(dòng)抬升力產(chǎn)生了顯著的增加,且與橫風(fēng)速度的平方成正比,圖6中曲線根據(jù)多項(xiàng)式擬合獲得,擬合關(guān)系式為式中:Fal為受電弓氣動(dòng)抬升力;W為橫向自然風(fēng)風(fēng)速。對(duì)于橫風(fēng)作用下列車(chē)氣動(dòng)力的計(jì)算,傳統(tǒng)準(zhǔn)定常法只考慮瞬態(tài)湍流產(chǎn)生的脈動(dòng)特性,忽略了湍流的非定常記憶影響,即氣動(dòng)力的波動(dòng)與氣流的波動(dòng)相一致,不存在任何滯后和衰減。但是,準(zhǔn)定常理論容易產(chǎn)生較大誤差,而通過(guò)列車(chē)空氣動(dòng)力學(xué)導(dǎo)納函數(shù)和權(quán)重函數(shù),則可建立列車(chē)氣動(dòng)力波動(dòng)和隨機(jī)風(fēng)速波動(dòng)的關(guān)系。然而,受電弓與接觸網(wǎng)在氣流作用下形成的湍流長(zhǎng)度尺度與高速列車(chē)相比存在較大差別,因此,可認(rèn)為作用于受電弓和接觸網(wǎng)的氣動(dòng)力波動(dòng)與隨機(jī)風(fēng)的波動(dòng)相一致。根據(jù)受電弓-接觸網(wǎng)的隨機(jī)風(fēng)場(chǎng),可獲得列車(chē)不同運(yùn)行時(shí)刻作用于受電弓的自然風(fēng)風(fēng)速,然后,根據(jù)式(5)便可計(jì)算受電弓在隨機(jī)風(fēng)作用下的氣動(dòng)抬升力。當(dāng)列車(chē)運(yùn)行速度為300km·h-1,橫向自然風(fēng)平均速度為20m·s-1時(shí),受電弓氣動(dòng)抬升力時(shí)程,如圖7所示,由圖可知,橫向自然風(fēng)作用于受電弓時(shí),受電弓的氣動(dòng)抬升力產(chǎn)生顯著增加并且隨時(shí)間變化存在較大的波動(dòng)性。2.2線索的風(fēng)荷載體型系數(shù)根據(jù)模擬點(diǎn)風(fēng)速時(shí)程以及接觸線和承力索截面尺寸,計(jì)算作用于接觸線和承力索上的風(fēng)荷載,其中,基本風(fēng)壓和線索的風(fēng)荷載體型系數(shù)采用《鐵路電力牽引供電設(shè)計(jì)規(guī)范》(TB10009-2005)規(guī)定值,則有式中:q為線索單位長(zhǎng)度風(fēng)荷載(N·m-1);μ為線索體型系數(shù);W(x,y,z,t)為風(fēng)速(m·s-1);d為線索截面高度(m)。3弓網(wǎng)耦合動(dòng)力學(xué)模型受電弓與接觸網(wǎng)相互作用過(guò)程中,弓網(wǎng)之間的垂向耦合振動(dòng)對(duì)受流質(zhì)量具有重要影響,因此,傳統(tǒng)的弓網(wǎng)耦合動(dòng)力學(xué)仿真模型通常只考慮垂向的接觸行為。然而,接觸網(wǎng)受橫向自然風(fēng)作用時(shí),接觸線表現(xiàn)為垂向和橫向的耦合振動(dòng),垂向振動(dòng)位移可認(rèn)為是風(fēng)載荷引起的接觸線導(dǎo)高不平順,這種不平順不僅會(huì)影響弓網(wǎng)的垂向振動(dòng)行為,而且會(huì)使得受電弓滑板和接觸線產(chǎn)生縱向的沖擊。接觸線橫向振動(dòng)會(huì)改變弓網(wǎng)之間的橫向作用力,從而引起弓網(wǎng)系統(tǒng)產(chǎn)生橫向的異常振動(dòng),這對(duì)接觸網(wǎng)支持裝置以及受電弓結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度產(chǎn)生不利影響,因此,本文進(jìn)行橫風(fēng)條件下的弓網(wǎng)耦合動(dòng)力學(xué)仿真時(shí),采用了考慮弓網(wǎng)接觸形貌的三維耦合動(dòng)力學(xué)模型。接觸網(wǎng)模型如圖8所示,其拉出值為300mm,主要包含接觸線、承力索、輔助承力索和吊弦,其中,承力索、輔助線和接觸線采用梁?jiǎn)卧M(jìn)行模擬,吊弦采用彈簧質(zhì)量單元模擬;高速鐵路接觸網(wǎng)通常采用全補(bǔ)償鏈型懸掛,接觸線和承力索兩端均設(shè)有補(bǔ)償裝置,可認(rèn)為兩者的張力是恒定值,因此,進(jìn)行接觸線和承力索邊界條件處理時(shí),在其垂向和橫向施加位移約束而縱向施加張力,接觸網(wǎng)材料參數(shù)如表1所示。列車(chē)在橫風(fēng)環(huán)境中運(yùn)行時(shí),考慮到接觸線和受電弓滑板存在較大的相對(duì)運(yùn)動(dòng),為準(zhǔn)確描述弓網(wǎng)之間的接觸行為,將弓頭滑板考慮為柔性體;此外,弓網(wǎng)相互作用過(guò)程中,上框架會(huì)產(chǎn)生彈性變形且對(duì)弓網(wǎng)的接觸狀態(tài)產(chǎn)生較大影響,因此,將上框架同樣考慮為柔性體,弓頭與上框架之間通過(guò)彈簧單元相連;受電弓下臂桿剛度較大,而拉桿僅承受拉力,為此,將下臂桿和拉桿均考慮為剛性體,受電弓模型如圖9所示。4計(jì)算結(jié)果的影響為研究橫風(fēng)對(duì)弓網(wǎng)動(dòng)力學(xué)性能的影響,需系統(tǒng)分析橫風(fēng)引起的接觸網(wǎng)振動(dòng)以及受電弓氣動(dòng)力變化對(duì)弓網(wǎng)接觸壓力的影響,因此,本文建立四種工況詳細(xì)討論了弓網(wǎng)系統(tǒng)在橫風(fēng)作用下,接觸壓力的變化規(guī)律。工況1:不考慮橫風(fēng)對(duì)受電弓和接觸網(wǎng)的影響;工況2:考慮橫風(fēng)對(duì)受電弓的影響,不考慮橫風(fēng)對(duì)接觸網(wǎng)的影響;工況3:考慮橫風(fēng)對(duì)接觸網(wǎng)的影響,不考慮橫風(fēng)對(duì)受電弓的影響;工況4:考慮橫風(fēng)對(duì)受電弓-接觸網(wǎng)系統(tǒng)的影響。列車(chē)運(yùn)行速度為300km/h,橫向自然風(fēng)的平均風(fēng)速為20m·s-1時(shí),四種工況下計(jì)算得到的弓網(wǎng)接觸壓力,如圖10(a)~圖10(c)所示,接觸壓力統(tǒng)計(jì)值,如表2所示?？紤]到邊界條件對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響,文中選取了50m~450m處的計(jì)算結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和分析。由圖10(a)可知,當(dāng)列車(chē)在無(wú)橫風(fēng)環(huán)境中運(yùn)行時(shí),弓網(wǎng)接觸壓力的變化在每個(gè)跨距內(nèi)具有一定的規(guī)律性,這是由于接觸網(wǎng)彈性隨跨距周期性變化而產(chǎn)生的。當(dāng)僅考慮橫風(fēng)作用于受電弓時(shí),接觸壓力變化的規(guī)律性沒(méi)有明顯改變,但是相比不考慮橫風(fēng)作用時(shí),接觸壓力的平均值、最大值和標(biāo)準(zhǔn)差表現(xiàn)出明顯的增加,由表2中的接觸壓力統(tǒng)計(jì)結(jié)果可知,平均值、最大值和標(biāo)準(zhǔn)差分別增加了12.37%、10.42%和21.58%。因此,橫風(fēng)引起的受電弓氣動(dòng)抬升力的增加以及波動(dòng)性,導(dǎo)致了接觸壓力的平均值、最大值以及標(biāo)準(zhǔn)差相應(yīng)增加,接觸壓力的增加會(huì)使接觸網(wǎng)定位器處的抬升量加大,若抬升量超出接觸網(wǎng)的設(shè)計(jì)值則會(huì)產(chǎn)生撞弓事故,同時(shí)也會(huì)加劇受電弓滑板和接觸線的磨耗從而增加運(yùn)營(yíng)成本。由圖10(b)可知,當(dāng)僅考慮橫風(fēng)作用于接觸網(wǎng)時(shí),接觸壓力的波動(dòng)范圍顯著增加,雖然,接觸壓力的平均值未表現(xiàn)出明顯變化,但是相比無(wú)橫風(fēng)作用時(shí),接觸壓力的最大值和標(biāo)準(zhǔn)差分別增加了3.83%和36.53%;同時(shí)接觸壓力的最小值減小至0從而產(chǎn)生弓網(wǎng)離線,接觸壓力最大值和標(biāo)準(zhǔn)差的增加表明弓網(wǎng)間的振動(dòng)加劇,而離線會(huì)使得弓網(wǎng)間產(chǎn)生電弧,從而燒蝕接觸線和受電弓滑板并且增加受電弓與接觸網(wǎng)的電氣磨損,由此可知,橫風(fēng)引起的接觸網(wǎng)振動(dòng)改變了弓網(wǎng)之間的接觸狀態(tài),導(dǎo)致弓網(wǎng)受流質(zhì)量顯著降低。由圖10(c)可知,當(dāng)橫風(fēng)作用于整個(gè)弓網(wǎng)系統(tǒng)