高铁接触网定位线夹疲劳可靠性评估及提升方法
刘一1，于龙1，石纪元1，罗健2，何常红2
（1.西南交通大学 电气工程学院，成都 611756；2.中国铁路设计集团有限公司，天津 300308）
摘要：在受电弓循环冲击下，高铁接触网定位线夹易产生疲劳裂纹，其疲劳可靠性目前缺少有效的量化评估方法，制约了结构优化设计。从结构约束引起的静载荷及受电弓循环作用产生的动载荷入手，借助应力-强度干涉模型，对定位线夹疲劳可靠性进行了量化评估，为结构优化设计提供依据。首先，基于SolidWorks软件，构建两根第一吊弦间接触线与定位线夹的三维几何模型，并确定其边界条件；然后，通过有限元分析获取静动载荷叠加下危险部位的应力分布，综合考虑定位线夹结构尺寸、表面加工工艺等因素，构建定位线夹的抗拉强度与疲劳极限分布；最后，基于应力-强度干涉理论与古德曼疲劳极限线图，计算得到其疲劳可靠度。结果表明，在静动载荷作用下，燕尾槽危险点应力服从正态分布(334，7.78)。定位线夹的抗拉强度与对称循环疲劳极限分别服从正态分布(500.5，25.03)与(116.74，19.01)。计算得到定位线夹疲劳可靠度仅为0.9999999989566，普遍低于其他零部件。为提升可靠性，将定位线夹夹板增厚0.7mm，仿真验证表明该措施可缓解燕尾槽区域应力集中，使疲劳可靠度可提升至0.999999999998，可为高强定位线夹研制提供指导。
关键词：高速铁路；疲劳可靠度；有限元分析；定位线夹；应力-强度干涉模型；接触网
中图分类号: U238；U225.4 文献标识码: A DOI: 10.13238/j.issn.1004-2954.202512030002