Dynamics of the catenary modelled by a periodical structure

• Autorzy: Kumaniecka A. , Snamina J.

Warianty tytułu

PL

Dynamika sieci trakcyjnej modelowanej strukturą periodyczną

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper, a dynamic analysis of a two-level model of the catenary which takes into account periodic distribution of hangers and supports is provided. An analytical method is proposed for calculating the response of the catenary to a uniformly moving pantograph. The model of the catenary is composed of two strings (the contact and carrying cables) connected by lumped mass-spring-dashpot elements equidistantly positioned along the strings. These elements are assumed to be visco-elastic. The pantograph is modelled by a concentrated force which moves along the contact cable. The force exerted by the pantograph varies harmonically. This model is capable of describing coupled wave dynamics of the catenary. The proposed method of calculations is based on the Fourier transformation and, therefore, is applicable only to linear models of the catenary. In the analysis, the periodicity condition is used. The spectral analysis is carried out. General results are illustrated by a numerical example in which the effect of wave propagation is visible.

PL

W pracy przedstawiono wyniki analizy dynamicznej modelu sieci trakcyjnej z uwzględnieniem charakterystycznej powtarzalności fragmentów konstrukcji zawieszenia przewodu jezdnego i wieszaków. Podano rozwiązanie problemu współdziałania sieci z poruszającym się ze stałą prędkością odbierakiem prądu. Model sieci składa się z dwóh nieskończenie długich strun oddziaływujących ze sobą poprzez sprężysto- tłumiące elementy rozłożone periodycznie. Oddziaływanie odbieraka prądu na dolną strunę modelowane jest harmonicznie zmienną siłą. Stosując transformację Fouriera, przeprowadzono analizę częstotliwościową ruchu układu. Wykorzystano warunek periodyczności. Rezultaty rozważań analitycznych zobrazowano przykładem numerycznym.

Słowa kluczowe

EN

speed railways; pantograph-catenary system; wave motion

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Mechaniki Teoretycznej i Stosowanej
• Czasopismo: Journal of Theoretical and Applied Mechanics
• Rocznik: 2008
• Tom: Vol. 46 nr 4
• Strony: 869--878
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys.

Twórcy

autor

Kumaniecka A.

autor

Snamina J.

• Cracow University of Technology, Institute of Mathematics, Cracow, Poland,

Bibliografia

• 1. Bogacz R., Krzyżyński T., Popp K., 1993, On dynamics of systems modelling continuous and periodic guideways, Archives of Mechanics, 45, 5, 575-593
• 2. Fr´yba L., 1999, Vibration of Solid and Structure Under Moving Loads, Telford, London
• 3. Jezequel L., 1981, Response of periodic systems to a moving load, Journal of Applied Mechanics – Transactions of the American Society of Mechanical Engineers, 48, 603-618
• 4. Kumaniecka A., 2004, Problems of modelling of the catenary-pantograph system, Proc. X Workshop PTSK Simulation in Researches and Development, Cracow, 167-174
• 5. Kumaniecka A., Snamina J., 2005, Transient response of the pantograph – catenary system to impulsive loads, Machine Dynamics Problems, 29, 2, 91-105
• 6. Mead D.J., 1971, Vibration response and wave propagation in periodic structure, Engineering for Industry – Transactions of the American Society of Mechanical Engineers, 93, 783-792
• 7. Metrikine A.V., Bosch A.L., 2006, Dynamic response of a two-level catenary to moving load, Journal of Sound and Vibration, 292, 676-693
• 8. Poetsch G., Evan J., Meisinger R., Kortum W., Baldauf W., Veitl A., Wallaschek J., 1997, Pantograph/ Catenary Dynamics and Control, Vehicle System Dynamics, 28, 159-195
• 9. Snamina J., 2003, Mechanical Wave Phenomena in Overhead Transmission Lines, Cracow University of Technology, Monograph 287
• 10. Szolc T., 2003, Dynamic Analysis of Complex Discrete-Continuous Mechanical Systems, IFTR Reports, Warsaw