人们常说，核心技术受制于人，是制造业大而不强的症结所在。核心技术是长期基础理论研究取得突破、技术转化成为产品实现市场价值的关键。犹如“没有金刚钻，别揽瓷器活”，一切都免谈！
高铁技术的成功是我国在一个行业及配套领域率先整体成功进入高端制造的标志，是以企业为主体、产学研用相结合的科技创新模式的典范。以往人们说得较多的，是“集成创新”，而其中“原始创新”的技术，则起着不可估量的支撑和保证作用。要想从追赶者，逐步成为行业的引领者，需要有所突破、有所超越，没有自主技术作为原始的创新动力，是难以想象的。
弓网间的动态接触力描绘了在高速运行下，受电弓与接触线之间的接触程度与状况，它是评价与控制受流质量的重要条件及内容。在高铁发展中，就有自主CAE理论“辛”的应用和作用。
轮轨高速列车的前进，要克服多方面的阻力，动力的提供是关键。要倚靠受电弓在供电网接触线滑动接触而取电，功率高、电流大。然而受电弓与供电网接触线的滑动不可脱离接触，否则突然断电会打出很大的火花，严重的会局部烧出接触线的变形，非常不利。列车前进速度越高，接触的动力学影响越大。因此弓网的动力接触分析是不可缺少的。2011年，科技部有973立项 “时速500公里条件下的高速列车基础力学问题研究”（2011CB711100），其中包含了弓网关系研究。
影响弓网接触力的因素很多。仅仅从网的角度看，择其要者就有接触线(Contact wire)张力、承力索(Carrier)张力、吊弦刚度、夹子质量、吊弦(Dropper)沿长度布排密度等等，十多个因素，全部对于弓-网接触力发生重要影响。这么许多参数如何选择根本无法一一在实际铁路线上试验。计算机的动力学接触模拟分析于是成为必要手段。模拟必须按不同参数选择反复进行，因此计算效率非常重要。使用现成的商业软件进行弓网系统分析，一方面需要人工建立有限元模型、选择动力分析算法、接触分析算法等，这不仅要求仿真分析人员对弓网系统本身非常了解，还要求仿真分析人员在有限元、动力分析、非线性分析和动力接触等方面具有扎实的理论基础。另一方面，通用的商业软件系统面对的是一般工程问题，其模型和算法虽然具有通用性，但不一定适合弓网系统分析，或缺少弓网系统分析所需的关键理论和算法，效率很低，计算很慢。
通过弓网系统模型的分析，网系耦合系统动态分系的关键问题是：准确模拟弓网耦合系统中的接触问题和弦索结构非线性行为；建立能够反映接触网波动特性的数值计算方法。
以精细积分方法为基础，利用周期结构的特点，发展了高效率和高精度的动力学积分方法，此方法可以用于弓网系统振动分析对积分方法的特殊要求，尽可能精确地反映弓网系统的波动特性，为模拟高速弓网系统的波动特性提供基础。
以京沪线和sss400+受电弓为基础进行数值仿真分析。已经分别给出了当时速为300mk/h、320mk/h和350mk/h时，接触力最大值、最小值和标准差随接触线张力变化的仿真结果。
按973立项（2011CB711100）标题本是“时速500公里…”，这里只提供了上述3种速度的数值模拟结果。因为350mk/h的速度在武广线与京津线上已经安全商业运行了一段时间，虽然现在下令减速运行了；不做数值模拟仍未免可惜。既然，已经有了计算机模拟程序，再试探更高速度的模拟也是可以的。当然，要有满意结果要有很大的消费。再说，还应当有相关的线路实验。
（这里摘抄的是钟万勰和高强合著《辛破茧》第二版的内容，即将由大连理工大学出版社出版，插图为作者之一高强的照片）
从建立参变量变分原理开始，为此构造参变量二次规划算法，发现其最优控制线性二次理论与结构力学中的子结构理论有相同的数学方程及变分原理，将最优控制理论、哈密顿数学理论引入到弹性力学，就有了辛数学方法的体系，并有了广泛而又是不可替代的理论依据和工程应用，都是国产的。
跳动的中国“辛”为高铁添砖加瓦。
发表于：
2012-06-11 10:40 阅读(843)
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