马功民
摘 要：对现有C型承力索电连接线夹和E型接触线电连接线夹进行有限元分析，针对工程实践中存在的问题，对新型承力索电连接线夹和新型接触线电连接线夹进行了结构及功能优化，提高了电连接线夹的服役性能。
关键词：接触网；电连接线夹；有限元分析；模具设计
0 引言
截至底，全国铁路营业里程达12.7万公里，其中高铁2.5万公里，占世界高铁总量的66.3%。电连接线夹作为电气化铁路接触网的重要零部件，其服役性能关系整个接触网系统的运行安全。我国高速电气化铁路接触网中采用较多的是压接式电连接线夹。电连接线夹对模具与材料的适配性要求很高，施工过程中很容易出现压接不到位的情况，近几年多条线路发生电连接线夹松脱事故。因此，对接触网电连接线夹进行分析及优化改进具有重要意义。
1 现有C型承力索电连接线夹分析及优化
1.1 边界条件
承力索电连接线夹用于高速铁路接触网系统中电连接线与承力索连接处，采用液压工具进行压接。根据TB/T 2075-，对该零件相关性能要求如下：
（1）与承力索间的滑移荷重不小于2.0 kN；
区域阻滞麻醉/镇痛可能通过减少阿片类药物的使用而改善肿瘤患者预后。一项针对1 111例前列腺癌根治手术患者的回顾性分析发现，应用舒芬太尼伴随术后复发风险增加，而硬膜外阻滞和其他镇痛药物(酮咯酸、可乐定、氯胺酮)无类似作用[19]。在一项针对593例T4期前列腺癌患者的回顾性研究中，阿片类药物用量大的患者肿瘤复发早、生存时间缩短[20]。但这方面也缺乏前瞻性研究结果。
（2）与电连接线间的滑移荷重不小于2.0 kN；
（3）振动试验后，电连接线夹的滑动荷重值与规定最小值相比下降不大于5%。
1.2 有限元模型
本次研究以C型承力索电连接线夹为例。C型承力索电连接夹被压接模压接至规定尺寸后，为了研究零部件在滑移荷重条件下的应力、应变情况，计算的关注点为零部件的受力状况，忽略与之相配合的线材的受力情况，故模型中的承力索以及电连接线均以外力的形式施加在与之相配合的表面上，以减少接触，提高计算效率。其有限元模型（网格划分后）如图1所示。
图1 C型承力索电连接线夹有限元模型
1.3 计算结果
图2为C型承力索电连接线夹有限元分析图，图2（a）和（b）分别为模型的变形比例因子为1时和不变形情况下的Von Mises应力云图；图2（c）和（d）分别为模型的变形比例因子为1时和不变形情况下的位移云图。从图中可以看出，C型承力索电连接线夹压接后，线夹本体左侧的接触区域节点相互侵入，产生了较大变形，线夹本体在左侧接触区域应力和变形最大。
（a）Von Mises应力
（b）Von Mises应力
（c）位移
（d）位移
图2 C型承力索电连接线夹云图
图3（a）和（b）分别为线夹本体的应力云图和位移云图。从图中可以看出，线夹本体的最大等效应力位于左侧中间的接触部位，为1 500 MPa。
（a）Von Mises应力
（b）位移
图3 线夹本体云图
图4（a）和（b）分别为中夹板的应力云图和位移云图。从图中可以看出，中夹板的最大应力位于圆弧凹槽接触区域的中间部位，为1 500 MPa，该处所产生的位移也最大。
南京作为六朝古都，历史文化积淀丰厚。名胜古迹、楼台殿阁，楹联资源丰富。我校傍山依水。自然历史文化资源优越，本课程的开设，充分利用了这些资源，收到了很好的效果。
(1)下石炭统大干沟组(C1dg)。分布于研究区东、西两端，呈残片地质体的形式产于花岗岩、花岗闪长岩之中，形态呈不规则团块状。被华力西期中细粒花岗闪长岩及印支早期的花岗闪长岩侵入，在接触带大理岩被矽卡岩化，主要岩性为厚层状大理岩及变粉砂岩，是本区赋矿层位。
（a）Von Mises应力
（b）位移
图4 中夹板云图
图5（a）和（b）分别为绞线的应力云图和位移云图。从图中可以看出，绞线的最大等效应力位于中间侧面部位，为801.4 MPa，同时最大位移也位于该处。
（a）Von Mises应力
（b）位移
图5 绞线云图
图6（a）和（b）分别为承力索的应力云图和位移云图。从图中可以看出，承力索最大等效应力为762.9 MPa，最大位移位于接触区中间部位。
（a）Von Mises应力
（b）位移
图6 承力索云图
以上为施工装配过程中压接钳对承力索电连接线夹的影响分析。线夹在远高于自身屈服强度应力的影响下产生塑性变形，进而对承力索及电连接线产生抱紧力。实际工况中，由于应力已经超出材料本身的屈服强度，材料发生塑性变形，实际应力下降，由此导致材料内部产生预应力，该力对于后期线夹服役时的稳固性起到了很大的作用。图7为滑移工况下C型承力索电连接线夹的应力云图。由图可知，在承力索与电连接线同时给予线夹大小相等、方向相反的拉应力时，线夹在预紧力作用下受力情况良好，最大值为11.67 MPa，低于其屈服强度，满足实际使用要求。
图7 滑移工况下线夹应力云图
经过数值分析，现有C型承力索电连接线夹从理论上满足力学性能要求，但在工程实践中承力索电连接线夹曾出现温升稍大及个别滑动荷重不足的情况。为了消除该情况，需合理增加电连接线夹的长度。另外现有电连接线夹压接模具设计不利于压接定位，操作人员在高空进行压接操作时容易压偏线夹，因此压接模具需要进行相应改进。
1.4 新型C型承力索电连接线夹优化方案
根据现有C型承力索电连接线夹的缺点，对其提出如下改进措施：
（1）增加线夹长度。新型C型承力索电连接线夹和现有结构相比，截面不变，长度由28 mm增加至35 mm，增加了线夹和线索间的接触面积，降低了接触电阻，如图8所示。
用均数±标准差的形式，表示两组受检人员的各项指标，并用t值进行检验，当研究指标存在明显差异时，检验P＜0.05。
图8 承力索电连接线夹加长示意图
（2）改进压接工艺。针对电连接线夹实际压接铅垂面内定位不准的情况，在电连接线夹压接时，设置定位装置及定位块，使压接模具在承力索轴向具有定位功能，压接精度更高，压接质量更好。
在锚杆支护应力场试验台上安装1根锚杆，对比分析金属托盘和金属托盘+木垫板2种情况下锚杆预紧力损失、转矩转化、支护预应力场分布。锚杆采用现场采取的长度2 400 mm、直径22 mm的左旋无纵肋螺纹钢锚杆。锚固方式为加长锚固，锚固长度1 200 mm。为了更好地模拟井下实际工作状态，使用井下常用的金属网作为护表构件，安装结果如图3所示。
2 现有E型接触线电连接线夹分析及优化
2.1 边界条件
接触线电连接线夹用于高速铁路接触网系统中电连接线与接触线连接处，使用液压工具进行压接，压接钳插入卡子。根据TB/T 2075-，对该零件相关性能要求如下：
综上所述，业财融合对企业的经营管理起着积极的作用。有效的业财融合能够提高企业的风险管理、成本管理、预算管理等财务管理活动水平，促进企业的健康发展。同时有效的业财融合需要业务部门与财务部门深度融合，业务部门积极参与企业的各项财务管理活动，财务部门深入业务部门，发挥财务的专业技能对各类业务数据展开分析，从而及时发现问题、纠正问题，从财务管理的角度指导企业业务部门开展更为有效的业务管理活动，进而促进企业经济效益的再提升，最终实现企业经营价值的最大化。
（1）与接触线间的滑移荷重不小于2.0 kN；
（2）与电连接线间的滑移荷重不小于2.0 kN。
纲要在调研基础上，对全省水利旅游资源、经济社会发展、水源水工程建设、水文化历史传承、水利风景区建设现状等进行了深入对比分析；研究提出了“十二五”全省水利风景区建设的指导思想、基本原则、目标任务、建设总体构想，突出区域特点明确了11个市（区）建设发展重点；按水利风景区建设任务估算投资19亿元，研究明确了资金筹措办法；从6个方面明确了保障措施。
定向越野运动能促进学生全面发展，在身体条件上提高学生的长跑能力，在心理上提高学生的耐力及团队合作能力，从而使其在毕业时能更快地适应社会。
2.2 有限元模型
以E型接触线电连接线夹为例，在装配好接触线的情况下被压接模压接的过程中为了研究其零部件的应力、应变情况以及在滑移荷重影响下的应力情况，关注点为零部件本身的受力情况，不考虑压接钳等的受力情况，故模型中部分实物均采用简化模型或以等效力的形式代替，以减少接触，提高计算效率。有限元模型（网格划分后）如图9所示。
图9 E型接触线电连接线夹有限元模型
2.3 计算结果
图10（a）和（b）分别为线夹本体的应力云图和位移云图。从图中可以看出，E型接触线电连接线夹本体最大应力位于与上压接模接触区域，在接触区域边缘应力最大，同时位移也最大，另外线夹本体与下压接模接触区域应力也较大。
（a）Von Mises应力
（b）位移
图10 E型接触线电连接线夹本体云图
图11（a）和（b）分别为线夹卡子的应力云图和位移云图。从图中可以看出，两卡子的等效应力最大位置位于中间部位，最大等效应力为4 929 MPa，同时接触区域中间部位的位移也最大，向边缘方向逐渐减小。
（a）Von Mises应力
（b）位移
图11 线夹卡子云图
图12（a）和（b）分别为软铜绞线和接触线的应力云图和位移云图。从图中可以看出，软铜绞线与线夹本体的接触区域应力分布较均匀，最大等效应力位于接触区边缘，为4 732 MPa，接触线中间部位应力最大。
（a）Von Mises应力
（b）位移
图12 软铜绞线（上）和接触线（下）云图
以上反映出施工装配过程中压接钳对接触线电连接线夹的影响。线夹在远高于自身屈服强度的应力影响下产生塑性变形，进而对接触线及电连接线产生抱紧力。实际工况中，由于应力已经超出材料本身的屈服强度，材料发生塑性变形，实际应力下降，由此导致材料内部产生预应力，该力对于后期线夹服役时的稳固性起到了很大的作用。图13为滑移工况下E型接触线电连接线夹的应力云图。由图可知，在接触线与电连接线同时给予线夹大小相等、方向相反的拉应力时，线夹在预紧力的作用下受力情况良好，最大值仅为47.01 MPa，远低于其屈服强度，满足实际使用要求。整体看来，电连接线夹压接过程中的应力分析值普遍偏大，其原因在于安装过程中要求压接钳对零部件造成一定的塑性变形，从而使其产生对线材的抱紧力。压接过程中的应力分析普遍超过其屈服强度，而实际工况下的应力分析以及滑移荷重下的应力分析显示，其应力均能满足使用要求，并留有较大裕度。
图13 线夹在滑移荷载下的应力云图
经过数值分析，现有E型接触线电连接线夹从理论上满足力学性能要求，但在工程实践中与现有C型承力索电连接线夹有相同问题，因此也需要进行相应改进。
2.4 新型E型接触线电连接线夹优化方案
根据现有E型接触线电连接线夹的缺点，对新型E型接触线电连接线夹提出如下改进措施：
（1）线夹长度由原有的30 mm加长至35 mm，截面不变。
（2）在接触线轴向方向增加定位块，定位块与模具采用螺钉连接。增加定位卡子、接触线和模具三者之间铅垂面内的定位装置，接触线电连接线夹及压接模具方案见图14。
图14 接触线轴向方向定位
（3）定位块材质为Q235钢板。
（4）线夹与模具压接面贴合，定位装置与接触线“V”字槽接触，通过扣紧装置夹紧定位。
3 结语
本文采用有限元分析方法，对现有C型承力索电连接线夹和E型接触线电连接线夹进行了分析。针对在工程实践中温升稍大及个别滑动荷重不足的情况，对新型承力索电连接线夹和新型接触线电连接线夹结构及压接模具进行了优化，提高了线夹的服役性能。
