中国十三五规划完美收官,截至2020年底,中国铁路营业里程达14.63万公里,其中高铁3.8万公里,电气化率达72.8%。一方面中国有大约1万公里铁路处于易诱发风致灾害地区,约占总里程的35%。另一方面随着列车速度加快,在列车出入隧道口时,隧道口内外以及列车前后部位会形成较大的气压差,对腕臂装置造成一定的气压冲击。若结构强度设计较为薄弱,将会产生安全性方面的问题,若结构强度设计过剩,则成本将会增加。若需考察腕臂装置能否经受住大风的作用,并进一步确认大风区腕臂装置结构强度设计,因此有必要研究高速铁路接触网腕臂装置风致振动规律及抗风性能。本文通过分析气象数据获取腕臂装置流固耦合计算输入风速;通过三维制图软件进行实体建模及网格划分,并引入流固耦合理论对腕臂装置进行仿真前理论分析;其次对腕臂装置进行不同风攻角、不同风速等级下的稳态流固耦合仿真,研究其风压分布规律及机理,并进行风致响应及稳定性分析,进一步通过对比验证仿真方法;最后通过静力等效法分析50m/s动态风作用下反定位结构应力及位移响应,并研究接触悬挂在0°和180°风攻角、50m/s动态风作用下挂线点的动态载荷对腕臂装置的影响分析。通过对腕臂装置模型进行网格划分及边界定义,得到正定位、反定位结构不同风速等级、不同风攻角工况的流固耦合三维仿真模型。通过气象调研,强风地区接触网系统风偏设计风速和结构设计风速主要集中在30m/s～50m/s。对两种结构进行90°和135°风攻角、30m/s～50m/s风速等级下的流体力学仿真计算,结果显示腕臂装置表面最大风压出现在50m/s风速作用下,表面最大风压为104k Pa,最大风压差值为9k Pa。表面最大风压主要与风速相关,与风攻角无关;腕臂装置迎风面与背风面的风压差值随着风速增加而增加,且与风攻角有关。通过稳态流固耦合仿真计算,结果显示相同风攻角下,随着风速增加其结构最大应力和振动位移均增加。反定位结构最大应力为179.60Mpa,出现在90°风攻角、50m/s风载荷作用下,同工况下反定位结构最大应力大于正定位结构、90°风攻角大于135°风攻角,均满足许用应力要求。腕臂装置风致振动位移主要集中在定位管与定位器,且在结构强度失效载荷下不会发生失稳,并通过对比验证本文仿真方法。通过静力等效法模拟动态风载荷,根据边界条件计算相应的阵风系数,得出阵风系数在1.007之内,腕臂装置动态风响应与稳态风响应相差甚微。通过风网动态有限元模型获得挂线点动态载荷,进一步分析腕臂装置动态响应,结果显示腕臂装置最大应力为210.75Mpa,出现在反定位结构在接触悬挂受0°风攻角动态风作用工况下。最大风振位移253mm,出现在正定位结构在接触悬挂受180°风攻角动态风作用工况下,各工况均满足结构强度要求。