双流制下弓网系统多物理场耦合机理及特征参数影响机制研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51475391
  • 项目类别:
    面上项目
  • 资助金额:
    82.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0503.机械动力学
  • 结题年份:
    2018
  • 批准年份:
    2014
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2015-01-01 至2018-12-31

项目摘要

With the rapid development of rail transportation, the interworkinig between railway in area and rail transit in city becomes more and more important. Compared to the establishment of the uniform power supply system, it is more low-cost and effective to develop the EMU with AC and DC power supply system. Thus, the pangtograph and cateanry system of the EMU with AC and DC power supply system is investigated. Firstly, through simulation and test, the research for the characteristics of dynamics, electrical contact and temperature of pangtograph and cateanry system is performed at different service conditions. Meanwhile, the coupling mechanism of these different characteristics is analyzed to find the inherent connection and the coupling action mechanism among electromagnetic force, arc and temperature. Then, the coupling model under the multi-physics fields, including structural field, electrical field, and thermal field, is established for pantograph-catenary system. Furthermore, the dynamical and current-collection performance of pangtograph-cateanry system is investigated, and the corresponding collaborative evaluation mechanism based on multiple parameters is also discussed. Especially, the rationality of the current evaluation system for the dynamic behavior is inspected under different service conditions and the results of the dynamical and current-collection performance are validated by field test for pantograph and catenary system. Moreover, through the analysis of the adaptability and the reliability of pangtograph-cateanry system, the optimal combinations and the technical specifications for pantograph and catenary are obtained, and the service risk and lifetime is predicted and evaluated to provide theoretical and technical supports for the upcoming EMU with AC and DC power system.
随着我国轨道交通的迅速发展,区域大铁路与城市轨道交通互联互通问题日益凸显。采用双流制动车组与建立完全统一制式的铁路供电网相比是一个更加经济可行的方案。由此,本项目主要针对双流制动车组弓网系统进行研究。首先,通过仿真与试验,研究不同服役条件下弓网系统动力学、电接触以及温度特性的演变规律,同时从机理上进行分析,发现在不同服役条件下电磁力与电弧、温度特性的内在关联及耦合作用机理,并建立考虑动力学、电接触和温度特性的弓网系统多物理场耦合模型。然后,分别研究交流和直流制式下弓网系统的动态及受流性能,以及动态及受流性能的多参数协同评价机制,考察在不同供电制式下弓网动态及受流性能现行评估标准的合理性,并通过相应的试验进行验证。进而,研究不同服役条件下弓网系统的适应性及可靠性,给出最佳的接触网和受电弓系统组合和技术条件,并进行可靠性预测与风险评估,从而为即将开行的双流制动车组提供理论支撑和技术保障。

结项摘要

随着我国轨道交通的迅速发展,区域大铁路与城市轨道交通互联互通问题日益凸显。本项目主要针对双流制动车组弓网系统进行研究。首先,建立了涵盖线路-轨道-车辆-受电弓-接触网的全空间动力学耦合模型,实现了受电弓升弓-受流-降弓的全过程精细化模拟,厘清了不同服役条件下车体振动及气流扰动对弓网系统性能影响规律。建立了弓网滑动接触过程中焦耳热、摩擦生热和电弧生热等热源模型,并依次提出了弓网接触副热交换计算仿真建模方法。探索了不同接触压力大小、不同电流、不同对流系数以及摩擦热、电弧热等对弓网接触副热交互及分布的影响规律。搭建了弓网系统多功能试验平台,完成了弓网离线分断过程力学、电学特性,弓网受流过程中电磁-力学、电弧-热特性理论与仿真分析,通过从电磁力,气体压力和熔融金属粘滞力的角度对可能的附加力产生的原因进行理论分析以及仿真研究,并根据弓网系统实际运行情况分析了弓网接触副多物理场中各种作用力的对受流质量的影响规律。通过交直流制式下弓网系统的动态及受流性能研究,分析了电弧放电对碳滑板摩擦磨损特性的影响,揭示了离线电弧能量与纯碳滑板磨损率之间的关系、摩擦副接触表面温度之间的关系以及电弧放电对受电弓滑板表面磨损形貌的影响规律。最终通过整合光纤光栅传感技术和双目视频技术,成果研制出受电弓接触网在线监测系统,助力轨道交通弓网系统状态监测与健康管理系统的建设,推动轨道交通主动安全保障体系的布局与应用。

项目成果

期刊论文数量(15)
专著数量(0)
科研奖励数量(1)
会议论文数量(2)
专利数量(1)
基于非线性多刚体受电弓模型的弓网仿真分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    高速铁路技术
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    赵晨;周宁;邹栋;李瑞平;张卫华
  • 通讯作者:
    张卫华
TPL-PCRUN Statement of methods
TPL-PCRUN 方法声明
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015-03
  • 期刊:
    Vehicle System Dynamics
  • 影响因子:
    3.6
  • 作者:
    Ning Zhou;Qingsong Lv;Yi Yang;Weihua Zhang
  • 通讯作者:
    Weihua Zhang
车体振动及线路坡度对弓网受流性能影响研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    计算机仿真
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    邹欢;李艳;周宁;孙智
  • 通讯作者:
    孙智
A temperature-compensated fiber Bragg grating sensor system based on digital filtering for monitoring pantograph–catenary contact force
基于数字滤波的温度补偿光纤布拉格光栅传感器系统,用于监测受电弓接触网接触力
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    --
  • 期刊:
    Proc IMechE Part F: J Rail and Rapid Transit
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    MengYing Tan;Ning Zhou;Yao Cheng;Jiangwen Wang;Weihua Zhang;Dong Zou
  • 通讯作者:
    Dong Zou
基于有限元法的弓网过渡段处动态性能仿真分析
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2016
  • 期刊:
    振动与冲击
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    杨艺;周宁;李瑞平;张卫华
  • 通讯作者:
    张卫华

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其他文献

活化转录因子3在再狭窄静脉桥血管中的表达
  • DOI:
    10.3760/j.issn.1673-4777.2018.05.036
  • 发表时间:
    2018
  • 期刊:
    中国医药
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周宁;张魁;乔博康;郑居兵;李扬;赵洋;华琨;曹剑;刘冬;董然
  • 通讯作者:
    董然
N-杂环亚丙二烯基钯(II)离子化合物在非极性溶剂中的 自组装行为和磷光性质
  • DOI:
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  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    科学通报
  • 影响因子:
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  • 作者:
    周宁;邹超;陆为
  • 通讯作者:
    陆为
坎地沙坦通过抑制ERKs信号通路改善机械刺激诱导的心肌细胞肥大
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    中国医院药学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    裘琳;刘异;李娟;刘东;郑恒;周宁;杜光
  • 通讯作者:
    杜光
杂交水稻光合和荧光特性对高CO2浓度的动态响应-FACE研究
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    核农学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周宁;景立权;朱建国;王云霞;王余龙;杨连新
  • 通讯作者:
    杨连新
老年2型糖尿病患者外周血内皮祖细胞的功能及数量
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2015
  • 期刊:
    中国老年学杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    毛文文;尹列芬;田伟盟;陈国强;周宁;申政磊
  • 通讯作者:
    申政磊

其他文献

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周宁的其他基金

复杂气候环境对弓网系统动态受流和服役寿命的影响机制及作用机理研究
  • 批准号:
    52072319
  • 批准年份:
    2020
  • 资助金额:
    58 万元
  • 项目类别:
    面上项目

相似国自然基金

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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