【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力牵引机车，尤其涉及一种基于多体刚柔耦合的弓网流固耦合数值分析方法及组件。
技术介绍
1、高速列车的运营为人们提供了一种方便、快捷、环保、准时和安全的出行方式，成为各国优先发展的交通设施。随着世界经济和工业的不断发展，铁路运输也逐渐向高速、重载、舒适的方向发展。受电弓作为铰接式机械构件，依靠自身结构来保持与接触网的接触。高速列车是通过受电弓从接触网取得电能的，受电弓与接触网间的稳定接触是列车取得良好受流的重要条件。接触网作为大跨度柔索系统，属于低频柔性小阻尼结构，对激扰非常敏感。列车在运行过程中，尤其在明线横风、明线交会、隧道通过、隧道交会等典型运行环境下，弓网相互作用十分剧烈。因此，为了保证列车的行车安全和稳定运行，在进行数值仿真分析时，弓网耦合研究是保证计算高保真的重点之一。
2、在以往的弓网研究中，受电弓和接触网常常分开研究；弓网系统空气动力学与多体动力学/结构动力学分开研究，这些研究不能反映弓网之间、弓网与其周围空气之间的相互作用，难以揭示风致振动的本质。
技术实现思路
1、本专利技术提供一种基于多体刚柔耦合的弓网流固耦合数值分析方法及组件，用以解决现有技术中不能反映弓网之间、弓网与其周围空气之间的相互作用，难以揭示风致振动的本质的缺陷，本专利技术弓网多体刚柔耦合和流固耦合，既考虑由轨道不平顺和气动力作用引起的车体振动对弓网的作用、弓网之间的相互作用，又考虑弓网与其周围空气之间的相互作用，实现弓网高保真耦合。
2、本专利技术提供一种基
3、根据本专利技术提供的一种基于多体刚柔耦合的弓网流固耦合数值分析方法，所述计算弓-网-车空气动力学模型之前，还包括：建立受电弓各杆件、接触网、车组件网格和外场背景网格，以建立所述弓-网-车空气动力学模型。
4、根据本专利技术提供的一种基于多体刚柔耦合的弓网流固耦合数值分析方法，所述计算弓-网-车空气动力学模型，包括：将上一迭代中的所述受电弓各杆件位移和所述接触网的变形输入所述计算弓-网-车空气动力学模型，输出更新后的所述接触网气动载荷和所述受电弓各杆件气动载荷。
5、根据本专利技术提供的一种基于多体刚柔耦合的弓网流固耦合数值分析方法，所述计算接触网有限元模型之前，还包括：确定接触网初始静平衡数据；根据所述接触网初始静平衡数据建立所述接触网有限元模型，以得到接触网预应力模态数据。
6、根据本专利技术提供的一种基于多体刚柔耦合的弓网流固耦合数值分析方法，所述计算接触网有限元模型输出的模态，包括：确定接触网气动模态；将所述弓网作用力、所述接触网气动载荷和所述接触网气动模态输入所述接触网预应力模态数据，输出所述接触网变形。
7、根据本专利技术提供的一种基于多体刚柔耦合的弓网流固耦合数值分析方法，所述确定接触网气动模态，包括：根据所述接触网预应力模态数据确定插值系数；根据所述插值系数确定接触网气动模态。
8、根据本专利技术提供的一种基于多体刚柔耦合的弓网流固耦合数值分析方法，所述计算受电弓多刚体动力学模型之前，还包括：建立所述受电弓多刚体动力学模型，所述受电弓多刚体动力学模型包括底架、上臂、下臂、上拉杆、下拉杆、弓头支架和滑板；所述底架分别与所述下臂、所述下拉杆连接，所述上臂分别与所述下臂、所述下拉杆、所述上拉杆、所述弓头支架连接，所述上拉杆与所述弓头支架连接，所述弓头支架与所述滑板连接。
9、本专利技术还提供一种基于多体刚柔耦合的弓网流固耦合数值分析系统，包括：第一计算模块，用于计算弓-网-车空气动力学模型，得到接触网气动载荷和受电弓各杆件气动载荷；第二计算模块，用于根据所述接触网气动载荷计算接触网有限元模型输出的模态，得到接触网变形；第三计算模块，用于根据所述受电弓各杆件气动载荷和所述接触网变形计算受电弓多刚体动力学模型，得到受电弓各杆件位移和弓网作用力；迭代模块，用于根据所述受电弓各杆件位移和所述接触网变形更新所述弓-网-车空气动力学模型，根据所述弓网作用力更新所述接触网有限元模型输出的模态，重复迭代执行所述计算弓-网-车空气动力学模型、所述计算接触网有限元模型输出的模态和所述计算所述受电弓多刚体动力学模型的步骤，直到迭代次数达到预设次数的情况下，完成所述弓网流固耦合数值分析。
10、本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述基于多体刚柔耦合的弓网流固耦合数值分析方法。
11、本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于多体刚柔耦合的弓网流固耦合数值分析方法。
12、本专利技术提供的一种基于多体刚柔耦合的弓网流固耦合数值分析方法及组件，该方法包括：计算弓-网-车空气动力学模型，得到接触网气动载荷和受电弓各杆件气动载荷；根据接触网气动载荷计算接触网有限元模型输出的模态，得到接触网变形；根据受电弓各杆件气动载荷和接触网变形计算受电弓多刚体动力学模型，得到受电弓各杆件位移和弓网作用力；重复迭代完成弓网流固耦合数值分析。弓网多体刚柔耦合和流固耦合，既考虑由轨道不平顺和气动力作用引起的车体振动对弓网的作用、弓网之间的相互作用，又考虑弓网与其周围空气之间的相互作用，实现弓网高保真耦合。
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1.一种基于多体刚柔耦合的弓网流固耦合数值分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于多体刚柔耦合的弓网流固耦合数值分析方法，其特征在于，所述计算弓-网-车空气动力学模型之前，还包括：
3.根据权利要求1所述的基于多体刚柔耦合的弓网流固耦合数值分析方法，其特征在于，所述计算弓-网-车空气动力学模型，包括：
4.根据权利要求1所述的基于多体刚柔耦合的弓网流固耦合数值分析方法，其特征在于，所述计算接触网有限元模型之前，还包括：
5.根据权利要求4所述的基于多体刚柔耦合的弓网流固耦合数值分析方法，其特征在于，所述计算接触网有限元模型输出的模态，包括：
6.根据权利要求5所述的基于多体刚柔耦合的弓网流固耦合数值分析方法，其特征在于，所述确定接触网气动模态，包括：
7.根据权利要求1所述的基于多体刚柔耦合的弓网流固耦合数值分析方法，其特征在于，所述计算受电弓多刚体动力学模型之前，还包括：
8.一种基于多体刚柔耦合的弓网流固耦合数值分析系统，其特征在于，包括：
9.一种电子设备，包括
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7任一项所述基于多体刚柔耦合的弓网流固耦合数值分析方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于多体刚柔耦合的弓网流固耦合数值分析方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于多体刚柔耦合的弓网流固耦合数值分析方法，其特征在于，所述计算弓-网-车空气动力学模型之前，还包括：
3.根据权利要求1所述的基于多体刚柔耦合的弓网流固耦合数值分析方法，其特征在于，所述计算弓-网-车空气动力学模型，包括：
4.根据权利要求1所述的基于多体刚柔耦合的弓网流固耦合数值分析方法，其特征在于，所述计算接触网有限元模型之前，还包括：
5.根据权利要求4所述的基于多体刚柔耦合的弓网流固耦合数值分析方法，其特征在于，所述计算接触网有限元模型输出的模态，包括：
6.根据权利要求5所述的基于多体刚柔耦合的弓网流固耦合...
【专利技术属性】
技术研发人员：齐洪峰，刘雯，邵福波，
申请(专利权)人：中车工业研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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