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本文对第三轨供电受流方式及三轨受流器工作原理进行了分析，在此基础上选取现已广泛应用的第三轨——受流器系统中的下接触式受流器装置作为主要研究对象展开进一步研究。
对选取的受流器装置工作原理进行分析并建立简化模型，随后根据简化模型基于Ls-Dyna有限元仿真平台建立受流器有限元模型；根据《城市轨道交通钢铝复合导电轨技术要求》(CJ414T-2012)中对于第三轨、第三轨高速弯头、第三轨轨缝接头的技术要求，分别建立其有限元模型。通过对建立的模型进行仿真计算分析，发现随着车辆运行速度的提高，靴轨间最大碰撞力、离线时间、靴轨碰撞次数都呈明显上升趋势，当速度达到160km/h时，由于受流器每次通过第三轨弯头区域及轨缝区域时发生的靴轨脱离次数增多，即导致滑靴与第三轨之间的拉弧次数增多，从而大大缩短了受流器滑靴的使用寿命，增加了维护更新成本。故希望通过合理优化、改进措施，使受流器在高速运行状态下，通过弯头及轨缝时产生的靴轨脱离碰撞次数明显下降，最终达到延长滑靴使用寿命的目的。
针对受流器通过第三轨前高后低轨缝这一具有代表性的工况，选取受流器滑靴质量、受流器滑靴弹性模量、受流器扭转弹簧刚度及受流器扭转阻尼作为变量，分别设定不同参数值，研究上述参数的改变对160km/h运行速度下受流器碰撞响应的影响规律。通过仿真计算对比可知，受流器系统阻尼的增大，对改善碰撞冲击后的振动响应效果明显，可大幅减少靴轨碰撞次数及离线时间。
基于多刚体系统动力学理论，建立受流器在转向架构架垂向振动及第三轨不平顺激励下的动力学模型，推导受流器系统动力学方程。并据此采用MATLAB/Simulink软件建立受流器第三轨接触系统受转向架随机振动及第三轨轨道不平顺激励的仿真模型，展开相关计算分析。得到列车运行在不同速度等级下受流器的随机振动响应结果，从结果中可以看出，随着运行速度的提高受流靴受到随机振动的影响越来越明显，靴轨接触状态也越来越恶劣，当列车运行速度超过一定限值后，受流器滑靴会出现离线拉弧现象，严重降低滑靴使用寿命。因此提出降低滑靴质量和增大受流器系统阻尼的优化措施，并采用MATLAB/Simulink仿真模型进行验证，验证计算结果符合预期。即在实际条件允许的情况下：降低滑靴质量、适当合理的增加受流器系统阻尼，可以达到改善受流器滑靴随机振动下的响应、抑制滑靴脱离第三轨轨面、提高受流器取流稳定性的目的。
结合仿真计算所取得的结论，针对扭转式弹簧受流器结构类型，提出结构改进方案，使其能够满足受流器系统阻尼增加的要求，从而实现在160km/h高速运行条件下可靠受流、避免频繁脱靴的目的。最后，为了较为准确的验证改进后的受流器在入轨端与第三轨弯头碰撞时的离线脱靴情况，具体设计了受流器在入轨端与第三轨弯头碰撞时的半实物验证平台，确定了滑动装置、滑轨及其固定装置、受流器安装装置、快速制动装置的布局及相关零部件的结构和尺寸。
对选取的受流器装置工作原理进行分析并建立简化模型，随后根据简化模型基于Ls-Dyna有限元仿真平台建立受流器有限元模型；根据《城市轨道交通钢铝复合导电轨技术要求》(CJ414T-2012)中对于第三轨、第三轨高速弯头、第三轨轨缝接头的技术要求，分别建立其有限元模型。通过对建立的模型进行仿真计算分析，发现随着车辆运行速度的提高，靴轨间最大碰撞力、离线时间、靴轨碰撞次数都呈明显上升趋势，当速度达到160km/h时，由于受流器每次通过第三轨弯头区域及轨缝区域时发生的靴轨脱离次数增多，即导致滑靴与第三轨之间的拉弧次数增多，从而大大缩短了受流器滑靴的使用寿命，增加了维护更新成本。故希望通过合理优化、改进措施，使受流器在高速运行状态下，通过弯头及轨缝时产生的靴轨脱离碰撞次数明显下降，最终达到延长滑靴使用寿命的目的。
针对受流器通过第三轨前高后低轨缝这一具有代表性的工况，选取受流器滑靴质量、受流器滑靴弹性模量、受流器扭转弹簧刚度及受流器扭转阻尼作为变量，分别设定不同参数值，研究上述参数的改变对160km/h运行速度下受流器碰撞响应的影响规律。通过仿真计算对比可知，受流器系统阻尼的增大，对改善碰撞冲击后的振动响应效果明显，可大幅减少靴轨碰撞次数及离线时间。
基于多刚体系统动力学理论，建立受流器在转向架构架垂向振动及第三轨不平顺激励下的动力学模型，推导受流器系统动力学方程。并据此采用MATLAB/Simulink软件建立受流器第三轨接触系统受转向架随机振动及第三轨轨道不平顺激励的仿真模型，展开相关计算分析。得到列车运行在不同速度等级下受流器的随机振动响应结果，从结果中可以看出，随着运行速度的提高受流靴受到随机振动的影响越来越明显，靴轨接触状态也越来越恶劣，当列车运行速度超过一定限值后，受流器滑靴会出现离线拉弧现象，严重降低滑靴使用寿命。因此提出降低滑靴质量和增大受流器系统阻尼的优化措施，并采用MATLAB/Simulink仿真模型进行验证，验证计算结果符合预期。即在实际条件允许的情况下：降低滑靴质量、适当合理的增加受流器系统阻尼，可以达到改善受流器滑靴随机振动下的响应、抑制滑靴脱离第三轨轨面、提高受流器取流稳定性的目的。
结合仿真计算所取得的结论，针对扭转式弹簧受流器结构类型，提出结构改进方案，使其能够满足受流器系统阻尼增加的要求，从而实现在160km/h高速运行条件下可靠受流、避免频繁脱靴的目的。最后，为了较为准确的验证改进后的受流器在入轨端与第三轨弯头碰撞时的离线脱靴情况，具体设计了受流器在入轨端与第三轨弯头碰撞时的半实物验证平台，确定了滑动装置、滑轨及其固定装置、受流器安装装置、快速制动装置的布局及相关零部件的结构和尺寸。