随着城市化与工业化的推进与发展,城市人口不断增长,地面交通拥堵问题日益突出,城市轨道交通应运而生。我国城市轨道交通系统主要以电力驱动,作为列车三大子系统之一,弓网系统是列车最主要的受流设备,其性能的好坏直接影响列车的安全与稳定运行。相较于柔性接触网,刚性接触网具有刚度更大,布置形式受限等特点,使得运行过程中受电弓弓头振动更加剧烈,一定程度上影响了受流质量,增加了故障发生的机率。在受电弓各类故障中,裂纹故障发生频率较高,为列车安全运营埋下了隐患。目前对于受电弓裂纹故障的研究大多致力于受电弓结构的优化与故障的检测,对故障下弓网系统的动态响应研究较少。若能够通过计算机仿真,研究存在故障的受电弓在不同工况下的弓网动态响应,得到故障对弓网系统的影响规律。则可针对性的为设计,运行,检修提出建议,对降低故障发生几率,提高列车运行可靠性,扫除安全隐患,提高检修人员工作效率有重要意义。本文围绕含受电弓裂纹故障的弓网系统动态响应展开研究。首先,运用不同的刚性接触网建模方法,建立了两种弓网耦合动力学模型,通过现行标准与实测数据两方面验证了所建模型的合理性。并与刚体模型对比得出,基于梁单元建立的刚性接触网柔性模型在弓网耦合接触时性能更为优越。然后通过有限元法对受电弓进行静态分析,推测出裂纹多发区域,证实与实际情况相符;运用Ansys软件在相应位置注入裂纹并计算其强度因子,确定裂纹的扩展类型与方向。接着在Solidwork三维建模软件中对裂纹进行重构,建立含有裂纹的弓网耦合动力学模型并进行仿真分析,研究裂纹故障对弓网系统受流的影响;通过改变裂纹深度,进一步探究裂纹扩展对弓网系统的影响,确定了裂纹扩展对弓网系统影响的临界深度作为研究深度。通过改变列车的运行速度与受电弓的静抬升力,研究裂纹对弓网系统的影响规律,并对受电弓的设计、运行及检修提出相应建议。最后,根据裂纹故障对弓网接触压力的影响,进一步分析故障前后碳滑板表面接触压力的分布规律与弓头的振动响应,以研究裂纹故障与碳滑板异常磨耗之间的联系;建立了不同跨距与不同拉出值布置的刚性接触网,研究在不同接触网布置方式下,受电弓裂纹故障对碳滑板异常磨耗的影响。