Dynamic Stiffness of a Railway Overhead Wire System and Its Effect on Pantograph–catenary System Dynamics

Tang, Wilson H.; Brennan, M.J.

doi:10.1006/jsvi.1998.1869

Cited by 92 publications

(69 citation statements)

References 0 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…Addressing this shortcoming, Ref. [6] propose the separate model method to calculate the pre-sag of the messenger wire and the lengths of droppers. This method separates the catenary into two sub-systems, namely the messenger wire system and the contact wire-dropper system.…”

Section: Solution For Catenary Equilibrium Statementioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Advances of research on high-speed railway catenary

Liu

Song

et al. 2017

J. Mod. Transport.

View full text Add to dashboard Cite

The interaction between the catenary and pantograph is one of the most crucial factors that determine the train operation in high-speed railway. The bad state of catenary is able to directly influence the power supply safety of traction power system. In this paper, four aspects on the catenary research of high-speed railway are reviewed in detail, namely the solution methods for catenary equilibrium state, the dynamic modeling methods of catenary, non-contact detection methods of catenary, and the static and dynamic evaluation methods of catenary. In addition, their recent advances are described. For the low solution accuracy of the initial equilibrium state of catenary, the structure finding method with multi-objective constraint and nonlinear finite element procedure are introduced to solve the problem. For the catenary's dynamic modeling, considering the influence of environmental wind on the catenary, environmental wind simulations and wind tunnel tests are used to obtain the aerodynamic coefficients and build the wind field along the catenary for analysis of its wind vibration characteristics. In order to improve the detection accuracy of non-contact detection for the catenary, the deep learning theory and real-time detection algorithms should be adopted in the future. In view of the lack of dynamic assessment method for the catenary, the modern spectrum evaluation, timefrequency analysis, big data technology and their combinations will be the important means for future catenary evaluation.Keywords High-speed railway Á Modeling of catenary Á Simulation of catenary Á Detection of catenary Á Evaluation of catenary

show abstract

Section: Solution For Catenary Equilibrium Statementioning

confidence: 99%

“…6 Research prospects 6.1 Modeling and simulation 1. Current static and dynamic modeling of catenary system mainly focuses on the simulation of the single anchor section, but seldom considers the multi-anchor section and different span lengths in actual situations.…”

Section: Dynamic State Evaluation Based On Time-frequency Analysismentioning

confidence: 99%

Advances of research on high-speed railway catenary

Liu

Song

et al. 2017

J. Mod. Transport.

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Jest wyznaczana w sposób statyczny, z wykorzystaniem metody elementów skończonych do modelowania sieci jezdnej. W kolejnej pracy [5], Wu i Brennan rozbudowali model zastępując sztywność statyczną więzi sprężystej tzw. sztywnością dynamiczną, która wyznaczana jest na podstawie analizy drgań wieloprzęsłowej struny o cią-głym rozkładzie masy, stałym naciągu i podparciu punktowym za pomocą więzi sprężystych.…”

Section: Przegląd Metod Modelowania I Symulacji Drgań Układu Pantograunclassified

Analiza Drgań Wieszara Cięgnowego Jako Modelu Kolejowej Sieci Trakcyjnej Obciążonej Ruchem Pantografów

Bryja¹,

Popiołek²

2017

ZNPRzBiS

View full text Add to dashboard Cite

Zwiększenie prędkości jazdy pociągów i rozwój kolei dużych prędkości spowodowały wyraźny wzrost zainteresowania problemami dynamiki kolejowych sieci trakcyjnych. W ostatnich latach pojawiło się w literaturze zagranicznej wiele nowych publikacji przedstawiających zaawansowane numerycznie metody symulacji drgań górnej sieci jezdnej i pantografów. W Polsce temat ten jest stosunkowo mało znany, stąd jednym z celów pracy jest przegląd literatury na temat metod modelowania sieci trakcyjnych. Celem zasadniczym jest przedstawienie oryginalnej metody symulacji drgań sprzężonego układu sieć trakcyjna -pantograf oraz zastosowanie metody do analizy drgań przykładowej sieci trakcyjnej. Metoda bazuje na modelu obliczeniowym przedstawionym przez autorów w odrębnej pracy, sformułowanym na podstawie teorii drgań wiotkiego cięgna z ciągłym rozkładem masy. Górna sieć jezdna jest traktowana jako wstępnie napięty, wieloprzęsłowy wieszar cięgnowy złożony z liny nośnej o niepomijalnym zwisie w przęsłach i przewodu jezdnego podwieszonego za pomocą wiotkich wieszaków nie przenoszących ści-skania. Sieć trakcyjna jest obciążona dwoma pantografami poruszającymi się ze stałą prędkością. Pantografy są układami dynamicznymi o dwóch stopniach swobody. Równania ruchu wyprowadzone metodą Lagrange'a -Ritza zostały w tej pracy przekształcone poprzez wyodrębnienie nieliniowych sił, które kompensują wpływ wieszaków ściskanych. Opisano metodę rozwiązania nieliniowych równań ruchu i wyjaśniono sens fizyczny stowarzyszonych z nimi równań liniowych. Przedstawiono przykład symulacji drgań sieci złożonej z dziesięciu przęseł, świad-czący o efektywności i możliwościach obliczeniowych prezentowanej metody oraz zbadano wpływ tłumienia w materiale liny nośnej i przewodu jezdnego na charakterystyki dynamiczne badanej sieci.Słowa kluczowe: symulacja drgań, drgania liniowe, drgania nieliniowe, siła nacisku stykowego, drgania przewodu jezdnego, wpływ tłumienia 1 Autor do korespondencji / corresponding author: Danuta Bryja,

show abstract

“…The catenary system can be represented in a simple form by its spatial static stiffness variation (Wu and Brennan, 1998;Wu and Brennan, 1999), however, this simple representation does not allow satisfactory inclusion of components such as droppers or the phenomena of wave reflections in the system. An improved approach in which these can be represented is to model the contact and catenary wires as Euler-Bernoulli beams, with forces applied at discrete locations to simulate the dynamic boundary conditions; stiffness and damping properties of components such as droppers and registration arms can also be included (Bucca and Collina, 2007).…”

Section: Modelling Approachesmentioning

confidence: 99%

Validation of a new model for railway overhead line dynamics

Beagles

Fletcher

Peffers

et al. 2016

Proceedings of the Institution of Civil Engineers - Transport

View full text Add to dashboard Cite

This paper presents details of a new model of railway overhead electric power line dynamics for prediction of contact wire-pantograph contact forces and wire uplift. It is validated against data from EN50318:2002, and against data from track tests conducted at Network RailÕs Melton Rail Innovation and Development Centre using a class 395 high speed electric multiple unit. Its advantage over previous approaches is its implantation in a commercial nonlinear finite element package allowing application for a wide range of overhead line geometry.Overhead electric lines and their support structures are highly stressed components largely without redundancy, and their integrity (both mechanical and electrical) is crucial to the functioning of railway infrastructure. Their failure can be understood in terms of component wear, fatigue and corrosion, in addition to electrical equipment life expiry. These processes are driven by a combination of factors including cable tension, dynamic load from current collection pantographs, the frequency of support, and environmental loading (e.g. sparking and sidewinds). The model described here is able to support decision making and cost effectiveness regarding these aspects for new installations (e.g. designing for compliance with EN50119:2009) and for maintenance of existing systems. The route for further extending its capabilities is outlined.

show abstract

Dynamic Stiffness of a Railway Overhead Wire System and Its Effect on Pantograph–catenary System Dynamics

Cited by 92 publications

References 0 publications

Advances of research on high-speed railway catenary

Advances of research on high-speed railway catenary

Analiza Drgań Wieszara Cięgnowego Jako Modelu Kolejowej Sieci Trakcyjnej Obciążonej Ruchem Pantografów

Validation of a new model for railway overhead line dynamics

Contact Info

Product

Resources

About