[发明专利]基于ANSYS的地铁杂散电流泄露及分布特征模拟方法

权利要求书

1.一种基于ANSYS的地铁杂散电流泄露及分布特征模拟方法，它包括：

步骤1、通过三维建模软件CATIA对钢轨及下方土壤进行三维建模，建立的三维模型称为轨地模型，并保存为.stp格式文件；

步骤2、将建立的三维模型导入到ANSYS Workbench中进行模型的简化，并设置材料参数；

步骤3、分别选择土壤、道床、绝缘扣件和钢轨，并给赋予相应的材料，各部分之间的接触关系为默认；

步骤4、对简化后的模型进行网格划分，建立有限元计算模型；

步骤5、施加电流激励和电压边界条件求出计算解；

步骤6、对计算结果进行后处理分析，得出杂散电流泄漏点及在土壤中分布的分析结果；

步骤5所述施加电流激励和电压边界条件的方法为：选择两根钢轨的同一端截面为受流面，设置电流为400A，方向垂直截面指向钢轨另一端，选择土壤最下方的一面为边界面，设置电压大小为0V；

步骤6所述对计算结果进行后处理分析时，电流激励的大小从每根钢轨截面200A逐步增加到500A，得出电流值对结果的影响；通过查看电压分布云图的电压得到电压分布的趋势、最值以及杂散电流的泄漏点。

2.根据权利要求1所述的一种基于ANSYS的地铁杂散电流泄露及分布特征模拟方法，其特征在于：步骤2中进行模型的简化时，钢轨截面由马蹄形转变为标准的工字形。

3.根据权利要求1所述的一种基于ANSYS的地铁杂散电流泄露及分布特征模拟方法，其特征在于：步骤2中进行模型的简化时，绝缘扣件的附件删除只保留绝缘板。

4.根据权利要求1所述的一种基于ANSYS的地铁杂散电流泄露及分布特征模拟方法，其特征在于：步骤3中，先在材料库中找到相应的材料钢轨、绝缘板、道床和土壤；并分别定义材料的电阻率，电阻率根据实物的电阻率进行设置，钢轨设置为10-7Ω.m,绝缘板为1012Ω.m，道床为500Ω.m，土壤为150Ω.m；接着给各部件赋予相应的材料。

5.根据权利要求4所述的一种基于ANSYS的地铁杂散电流泄露及分布特征模拟方法，其特征在于：选择材料时，钢轨为结构钢，绝缘板为硬橡胶，道床为混凝土，土壤为土。

6.根据权利要求1所述的一种基于ANSYS的地铁杂散电流泄露及分布特征模拟方法，其特征在于：步骤4所述对简化后的模型进行网格划分时，对模型各部分采取不同大小的网格进行划分，土壤部分采用0.5 m的网格，道床及绝缘板采取0.1 m的网格，钢轨采用0.05m的网格进行划分。