近年来,城市轨道交通飞速发展,地铁车辆被广泛应用。受电弓作为地铁车辆取流的重要设备,随着新建运营线路的不断开通,受电弓的结构疲劳损伤问题也日益增多。目前针对受电弓疲劳强度的评定标准主要集中于干线铁路,而地铁及城轨铁路的受电弓的疲劳强度也主要沿用干线铁路标准,为此针对地铁及城轨铁路的受电弓的疲劳强度等问题进行深入研究十分必要。载荷谱是受电弓结构强度及疲劳寿命分析中重要的分析手段,本文将针对地铁受电弓接触力的载荷谱及应用开展研究,其研究内容主要包括:首先,基于国内某地铁试验线路数据开展动载荷预处理方法的研究。本文应用相关系数法结合EEMD(聚类经验模态分解)的方法对传感器数据的本征模函数IMFs进行筛选,实现对采集的信号数据进行去趋势项分析。将各传感器处理后的数据进行载荷合成得到接触力数据,并对载荷的异常值进行识别、剔除及插值修正得到实测数据动载荷预处理后的接触力载荷,并通过算例分析对其方法进行验证。其次,基于预处理后的接触力载荷数据对接触力载荷谱的编制理论进行研究。对预处理后的接触力载荷进行数据压缩,并进行四峰谷雨流计数得到载荷的均值与幅值计数统计。对均值与幅值的统计数据满足的分布规律进行假设,并着重通过相关系数法与极大似然法相结合的方法对幅值的威布尔分布规律进行参数估计。通过核密度估计方法以及K-S检验对其参数的合理性与假设的正确性进行检验,并通过均值与幅值的联合概率密度分布对接触力载荷谱的极值及分级编制进行研究。然后,基于接触力载荷的预处理方法研究及载荷谱编制方法的研究对地铁受电弓载荷规律及载荷谱进行研究。分析了地铁受电弓在不同速度等级、开闭口方向条件下的载荷时程曲线特性(包括时域特点、统计特性与频域特性),同时对冲击载荷进行识别与研究;对载荷分布规律满足的分布参数、极值载荷以及接触力的外推载荷谱开展研究。最后,就接触力载荷基于载荷规律及载荷谱的研究开展应用分析。根据载荷规律及载荷谱,结合有限元法对受电弓强度分析的外载荷输入进行研究并给出强度分析的建议工况;根据载荷-应力传递关系,应用外推后的S-N曲线及疲劳损伤理论对各部件危险点的疲劳寿命进行预测与分析。