受电弓作为列车从接触网获取电能的集电器,是列车极为重要的部件。但在受电弓实际服役过程中,其框架结构出现了大量的疲劳问题,直接导致了受电弓的维修成本增加,影响弓网受流质量和接触网的可靠性,所以对受电弓框架的疲劳研究具有十分重要的意义。本文以一架AC25kV受电弓为例,首先根据该受电弓三质量参数和刚性接触网简化计算模型,建立了运行速度为160km/h的弓网耦合运动微分方程,并进行求解;在只考虑受电弓垂向振动的情况下,获取了弓头处的接触力,然后建立了受电弓实体三维模型,对其进行瞬态动力学有限元仿真。仿真结果表明受电弓各部件产生的应力不同且应力波动程度也不一样,其中下臂杆、底架和上臂杆应力集中位置交变应力较大,要加以重视,其余部件交变应力很小,疲劳损伤可忽略;对受电弓整体进行了模态分析,找到了其各阶模态频率和振型。其次,在下臂杆、底架和上臂杆应力集中位置附近布点和粘贴应变片,采用受电弓振动实验台和应力测试设备进行动态试验,并进行了仿真验证。分析表明受电弓框架各测试点交变应力的仿真曲线和实测曲线较吻合,数据误差较小;交变应力随接触力增大而增大,但两者之间是非线性关联的,各个测试点交变应力随接触力变化的关系也不一样,测试点3、4交变应力波动最剧烈,其交变应力的平均值、最值较其余测试点更大,说明下臂杆应力集中位置的应力强度最大;当接触力一定时,接触力的频率在一定程度上会影响交变应力,但没有前者影响明显。通过对受电弓扫频振动测试,验证了受电弓框架的模态频率范围,分析得到下臂杆、上臂杆受接触力频率的低频部分影响较大,而底架受接触力频率的高频部分影响较大。通过受电弓框架动态试验以及仿真验证,说明了仿真模型以及仿真方法是可靠的。最后将仿真得到的交变应力时程数据导入到专业疲劳寿命仿真平台Ncode designlife中,结合疲劳相关理论搭建了受电弓框架疲劳寿命仿真模型,并考虑了平均应力和存活率对疲劳寿命的影响,依据相关标准,对受电弓框架进行疲劳寿命评估。评估结果表明,该AC25kV受电弓框架的疲劳寿命为1.6×10~7km,大于标准中规定的1.2×10~7km,设计寿命满足要求。