Symulacje numeryczne zjawisk dynamicznych w układzie pantograf - sieć jezdna

W artykule przedstawiono komputerowe narzędzia i metodykę modelowania pozwalające symulować zachowanie pantografu z uwzględnieniem zjawiska kontaktu pomiędzy pantografem i siecią jezdną. Do tego celu wykorzystano środowisko Matlab/Simulink, w którym opracowano dynamiczny model pantografu w konwencji układów wieloczłonowych. Odkształcalny model sieci zbudowano z zastosowaniem metody elementów skończonych, a następnie opracowano model kontaktu z wykorzystaniem teorii Hertza, który opisuje interakcję pomiędzy pantografem a siecią jezdną. Ponadto w modelu zaimplementowano algorytm obliczający siłę aerodynamiczną oddziałującą na pantograf w zależności od wysokości uniesienia pantografu oraz prędkości jazdy. Przeprowadzone symulacje numeryczne pozwoliły wyznaczyć siły w punkcie kontaktu dla określonych warunków jazdy.

---

The paper describes the modeling methodology and computer software which presents the simulation of the pantograph behavior. It considers also the contact between pantograph and the catenary. For this purpose author used the Matlab-Simulink environment, which has developed the dynamic model of pantograph by the dynamic multibody model convention. The deformable model was built using the Hertz theory, which describes the interaction between pantograph and the catenary of the vertical contact system. Furthermore, model implemented the algorithm which calculated the strength of aerodynamic forces in the pantograph. It depends on the amount of the pantograph elevation and its driving speed. The numerical simulations have designated the force at the point of contact for certain driving conditions.