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铁路是我国重要的交通设施,也是国民经济发展的大动脉,在“中国制造2025”中明确指出中国要研发新一代绿色智能、高速轨道交通装备系统。随着高铁时代的来临,高铁正以风一样的速度改变着人民的出行方式、生活理念和生活习俗,它已经成为中国制造业步入国际社会的一张亮丽名片。列车的接地装置作为轨道车辆电气设备的重要导电部件,可以保护列车上的人员和设备在故障状态下免受高电压的伤害,提高列车的行驶安全性。列车经常出现接地装置的电刷和接触盘过度磨耗,严重影响了行车安全,现有的列车接地装置试验设备只能进行单一的磨损测试,无法达到测试接地装置常规使用性能的要求。本论文根据动车运行过程中接地装置的工作情况,设计了一种用于检测振动环境下接地装置使用性能的高速动车五自由度激励接地装置试验台。试验台可以监测接地装置电刷温度、试验主轴转速等性能参数的变化并复现轨道不平顺对接地装置性能的影响,为轨道车辆接地装置的设计、研发、优化提供试验数据的支持。本文的主要内容包括以下几个部分:(1)通过对接地装置试验需求的研究,并结合动车路试采集到的试验数据,确定了接地装置试验台的技术参数和功能。按照激振方式的不同进行了接地装置试验台结构方案的设计,对设计方案的可行性进行评估并选择试验台的最终设计方案。说明接地装置试验台的主要结构组成和各部分之间的关系,对标准元件进行计算选型,并利用SolidWorks对接地装置试验台的机械结构进行三维实体建模,完成试验台的总体结构布局。(2)考虑到试验台需要进行高转速、高频率的机械运动,试验台在制造之前必须进行仿真分析验证结构的合理性。本文采用HyperMesh和ABAQUS联合仿真的方式对试验台的结构进行了模态分析、惯性冲击分析和随机振动分析。在模型前处理中,利用HyperMesh完成了试验台结构部分的网格划分和材料属性施加工作。在模型后处理中,运用ABAQUS对试验台结构施加载荷和约束,进行典型工况的分析和结果整理。(3)利用Adams建立了接地装置试验台的运动学模型,对试验台施加固定形式的运动,反解出液压作动器的活塞杆位移曲线。基于液压元件的技术参数,利用AMEsim建立了接地装置试验台的液压系统模型,设定系统参数,将Adams反解出的位移数据作为信号输入,测试试验台液压系统的可靠性。(4)针对接地装置试验台测控系统进行设计,在确定了试验台电气测控系统的原理、组成和功能之后,设计了电气测控系统的控制电路,并合理选择了电气元件的型号。基于LabVIEW软件搭建了试验台电气测控系统人机交互界面,实现了对试验台的控制运行、数据采集和监控预警功能。