摘要
在刚性接触网系统中，接触线脱轨是城市轨道交通面临的一个重大隐患，可能引发受电弓与接触网的碰撞、接触线断裂以及大规模的接触网故障。为研究其机械机制及检测方法，通过有限元分析和多体动力学仿真，建立了刚性受电弓-接触网系统的三维刚体与柔性多体耦合模型。分析了列车速度、接触力波动、接触线应力集中以及脱轨程度对受电弓-接触网动态行为的影响。研究结果表明，重叠区段的接触力标准差明显高于其他区段，说明重叠区段是接触线脱轨的高风险区域。接触线的峰值应力主要集中在连接点处，并且会随着列车速度的增加而上升，这可能会加剧导轨颚部的异常磨损和局部变形。此外，隧道渗水、腐蚀以及导电润滑脂老化等现场观察到的环境恶化因素，还可能进一步削弱导轨的夹紧性能。危险性模拟显示，重叠区段的脱轨会降低电流采集质量，并加剧碳刷的磨损，尤其是在下一个重叠区段开始时。基于车载检测设备，提出了一种结合区域扫描成像、三维轮廓扫描以及线扫描成像的工程检测方案，用于检测严重和轻微的接触线脱轨缺陷。
