随着中国高速铁路的快速发展,列车在高速运行下的弓网受流问题已成为限制列车可靠、安全及稳定运行的重要因素。由牵引供电系统引发的停运故障占总故障数的很大一部分,而弓网系统是电气化铁路牵引供电系统的一个重要组成,列车通过受电弓弓头上的碳滑板和接触线之间的滑动接触来获取电能。随着列车速度的提升,弓网间的匹配性能降低,易发生受电弓断弓及碳滑板磨损事故。因此通过建立有效模型对这两种故障进行研究分析具有重要价值。本文的主要研究内容如下:首先,对高铁常用的DSA250型受电弓实物测绘,SolidWorks下对各零部件建模并组装成装配体。由于三维实体模型结构复杂,自动网格剖分已不适用,寻求并选用三种网格处理方法,最终获取良好的整体网格模型。其次,基于Comsol有限元软件对模型进行结构力学特性分析及故障分析。在多体动力学物理场下设置各铰接关节形成可以升降弓的运动模型,运动轨迹分析以及刚度分析验证所建受电弓模型的正确性。强度分析显示出受电弓模型的应力集中部位,模态分析界定了各零部件的刚柔性。在多体动力学基础上耦合疲劳物理场,仿真得出受电弓的多轴高周疲劳结果,确定三处对称的疲劳断弓位置,与实际断弓故障位置比较吻合。第三,Comsol下通过设置接触对建立弓网二维模型并进行分析。采用有效的网格处理技术,仿真得到接触面上的压力分布和附近处的等效应力分布,对弓网接触压力的变化趋势及磨损进行分析。最后,在弓网模拟装置上完成了接触压力实验并对之前的三维仿真开发了APP。针对实验室平台选取了合适的压力传感器,通过实验观察碳滑板磨损情况。封装并开发了基于DSA250型受电弓的强度与疲劳仿真APP。