CN109214139A - 一种受电弓强度仿真计算快速建模方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种受电弓强度仿真计算快速建模方法，包括如下步骤：建立受电弓在第1工作高度时的网格模型；根据第i工作高度时与第i‑1工作高度时下臂杆组件以及拉杆组件的倾斜角之差，得到第i工作高度时下臂杆组件和拉杆组件的网格模型；根据第i工作高度时与第i‑1工作高度时转动轴的坐标值之差，得到第i工作高度时上框架组件与弓头组件的网格模型。由于采用了上述技术方案，与现有技术相比，本发明在建立受电弓第1种工作高度的计算模型后，可以快速建立受电弓其他任意工作高度的计算模型，大大加快了受电弓的强度仿真计算速度，使受电弓仿真计算能适时地为受电弓的设计工作提供支撑和把关作用。

Description

一种受电弓强度仿真计算快速建模方法

技术领域

本发明涉及计算机建模领域，具体涉及一种受电弓强度仿真计算快速建模方法。

背景技术

强度仿真计算的一般做法是首先依照仿真对象的二维设计图或三维设计模型建立几何模型，通过对几何模型划分网格建立网格模型，之后补充有限元模型的必要辅助细节，如创建质量单元和梁单元、创建节点自由度之间的耦合关系和约束方程等，然后对模型施加边界条件进行求解。强度仿真计算的工作量主要集中在建立几何模型和网格模型的阶段。

几何模型是包含点、线、面、体的三维几何模型，用于CAE的三维几何模型与CAD设计中产生的三维模型有很大的区别，CAD设计中产生的三维模型需要反映模型的每个细节，如小倒角、小弧面、小孔等；模型中各个零部件只需要按装配关系拼装在一起，不需要通过布尔运算连接在一起；板梁结构都要求显示厚度。而用于CAE的三维几何模型通常不需要考虑模型细节；模型中各个零部件需要进行布尔运算连接在一起；板梁结构都要求抽取其中面，用片体结构代替带厚度的板梁结构。

网格模型是在用于进行CAE的三维几何模型的基础上对模型的线、面、体进行材料属性、截面参数、厚度值进行赋值，选择单元类型、单元尺寸和划分单元的方法，对线、面、体划分成包含节点和单元的模型。

对受电弓结构进行强度仿真计算，需要对若干不同的工作高度进行仿真计算。不同的工作高度的模型具有一定程度的相似性，虽然各个部件的链接关系保持不变，但是各个部件的状态和位置关系发生了变化，不能通过简单的复制或移动由一种工作高度模型得到另一种工作高度模型。因此，常规的建模方法是首先通过CAD软件在设计图上调整每种工作高度下各个部件的状态和位置关系，然后对每种工作高度的受电弓都分别通过设计图建立用于CAE的几何模型和有限元模型。这种建模方法大大增加了建模的工作量，延长仿真计算的时间，从而延缓项目进程。

发明内容

为解决背景技术中现有受电弓强度仿真计算建模方法工作量大的问题，本发明提供了一种受电弓强度仿真计算快速建模方法，具体技术方案如下。

一种受电弓强度仿真计算快速建模方法，包括如下步骤：

a)建立受电弓在第1工作高度时的网格模型，所述网格模型包括受电弓的下臂杆组件、上框架组件、拉杆组件和弓头组件；所述第1工作高度为受电弓处于最低工作高度、正常工作高度、最高工作高度的75％或最高工作高度这四种工作高度中的任一种；

b)将所述四种工作高度中除所述第1工作高度外的任一工作高度定义为第i工作高度，并以所述第i-1工作高度时的几何模型为基础，根据所述第i工作高度时下臂杆组件的倾斜角，用作图法确定所述第i工作高度时所述拉杆组件的倾斜角；其中i＝2或3或4；

c)根据所述第i工作高度时与所述第i-1工作高度时下臂杆组件的倾斜角之差，将第i-1工作高度时网格模型中的下臂杆组件旋转复制到所述下臂杆组件在第i工作高度时相应的位置，然后在该位置重新创建第i工作高度时的下臂杆组件，并删除所述第i-1工作高度时的下臂杆组件，得到第i工作高度时下臂杆组件的网格模型；

d)根据所述第i工作高度与所述第i-1工作高度时拉杆组件的倾斜角之差，将第i-1工作高度时网格模型中的拉杆组件旋转复制到所述拉杆组件在第i工作高度时相应的位置，然后在该位置重新创建第i工作高度时的拉杆组件，并删除所述第i-1工作高度时的拉杆组件，得到第i工作高度时拉杆组件的网格模型；

e)在全局直角坐标系下，根据拉杆组件与上框架组件的转动轴或下臂杆组件与上框架组件的转动轴在第i工作高度与所述第i-1工作高度时的坐标值之差，将第i-1工作高度时网格模型中的上框架组件平移复制并旋转到所述上框架组件在第i工作高度时相应的位置，然后在该位置重新创建第i工作高度时网格模型的上框架组件，并删除所述第i-1工作高度时的网格模型中的上框架组件，得到第i工作高度时上框架组件的网格模型；

f)在全局直角坐标系下，根据弓头组件与上框架组件的转动轴在第i工作高度与第i-1工作高度时的坐标值之差，将第i-1工作高度时网格模型中的弓头组件平移复制到所述弓头组件在第i工作高度时相应的位置，然后在该位置重新创建第i工作高度时网格模型的弓头组件，并删除所述第i-1工作高度时网格模型中的弓头组件，得到第i工作高度时弓头组件的网格模型。

在创建第i工作高度时各组件的网格模型时，在将第i-1工作高度时的组件平移复制或者旋转复制后，原来的位置还保留着原来的模型，为了清除原来的模型，所以需要进行删除第i-1工作高度时各组件的网格模型的操作。

通过上述方法，可以在建立受电弓第1工作高度的网格模型后，以该网格模型为基础，通过作图法以及简单的平移、旋转、复制等基本操作，快速获得其它任意高度的网格模型，相较于现有的建模方法，大大加快了受电弓的强度仿真计算速度，确保在受电弓新产品开发过程中使仿真计算工作及时跟上设计进度，使受电弓仿真计算能适时地为受电弓的设计工作提供支撑和把关作用，便于仿真工作对设计工作进行适时的验证、指导和把关，使受电弓开发项目及时推进。

优选地，所述下臂杆组件包括下臂杆体组件和下臂杆面组件，所述上框架组件包括上框架体组件和上框架面组件，所述拉杆组件包括拉杆体组件和拉杆面组件，所述弓头组件包括弓头体组件和弓头面组件。

优选地，当i大于2时，第i工作高度下臂杆组件、拉杆组件、上框架组件和弓头组件的网格模型由第i-1工作高度网格模型中的对应组件直接平移或/和旋转得到。

在将受电弓第1工作高度网格模型变换到第2工作高度时(i＝2时)，对于只需平移操作(弓头组件)或旋转操作(下臂杆组件和拉杆组件)就能完成位置变换的部件模型，组件模型从第1工作高度网格模型变换到第2工作高度时，平移复制或旋转复制后需要先创建第2工作高度时的弓头组件、下臂杆组件或拉杆组件，然后删除第1工作高度时的相应组件，即可得到第2工作高度时各组件的网格模型；在将第2工作高度变换到第3工作高度，以及从第3工作高度变换到第4工作高度时，就不需要再进行各组件的创建与删除操作了，直接平移或旋转即可，进一步加快了建模速度。

对于既需要平移又需要旋转操作(上框架组件)才能完成完整的位置变换的部件模型，部件模型从第1工作高度网格模型变换到第2工作高度时，平移复制和旋转复制后需要创建第2工作高度时的上框架组件，然后删除第1工作高度时的相应组件；在将第2工作高度变换到第3工作高度，以及从第3工作高度变换到第4工作高度时，就不需要再进行各组件的创建与删除操作了，直接进行平移和旋转操作即可，进一步加快了建模速度。

优选地，所述用作图法确定所述第i工作高度时所述拉杆组件的倾斜角的步骤具体包括：根据受电弓升弓高度H与下臂杆组件的倾斜角之间的函数关系，确定受电弓第i工作高度时下臂杆组件的倾斜角，保持下臂杆组件的固定转轴A和拉杆组件的固定转轴B不动，根据下臂杆组件AD的长度以及受电弓在第i工作高度时下臂杆组件的倾斜角，得到第i工作高度时下臂杆组件的上端转动轴D’，然后以D’为圆心，以第i-1工作高度时上框架部件的下半段的长度CD为半径画圆得到圆1，再以拉杆组件的固定转轴B为圆心，以拉杆组件BC的长度为半径画圆得到圆2，所述圆2与所述圆1相交于C’，连接BC’，则BC’就是第i工作高度时拉杆组件的位置，由此即可得到第i工作高度时拉杆组件的倾斜角。

所述圆2与所述圆1会出现两个交点，其中根据另一个交点C”得到的C”E”显然不符合弓头组件尽量垂直升降的要求，因此将其舍去。本发明采用CAD软件来通过作图法得到受电弓各组件的几何模型在不同工作高度下的位置关系以及拉杆组件在某工作高度时的倾斜角。所述倾斜角指的是各组件几何模型的倾斜角，本发明中的网格模型包含几何模型。通过上述作图法可从某一给定工作高度的模型快速变换到其它任意工作高度时受电弓的模型，并得到该工作高度时拉杆组件的倾斜角。

优选地，所述f)步骤之后还包括如下步骤：g)完善受电弓各工作高度的网格模型，分别合并各工作高度网格模型中的节点和关键点，分别在各工作高度网格模型中建立必要的质量单元、梁单元、弹簧单元、铰链单元等辅助单元，完善必要的节点耦合和约束方程，并分别保存各工作高度的模型文件。

优选地，所述得到第i工作高度时下臂杆组件的网格模型的步骤具体包括：根据所述第i工作高度与所述第i-1工作高度下臂杆组件的倾斜角之差，在局部柱坐标系1下把第i-1工作高度时的下臂杆面组件1和下臂杆体组件1分别沿周向复制至第i工作高度时下臂杆组件所处的位置，分别创建第i工作高度时的下臂杆面组件2和下臂杆体组件2，然后删除第i-1工作高度时的下臂杆面组件1和下臂杆体组件1，得到第i工作高度时下臂杆组件的网格模型。

优选地，所述得到第i工作高度时拉杆组件的网格模型的步骤具体包括：根据所述第i工作高度与所述第i-1工作高度时拉杆组件的倾斜角之差，在局部柱坐标系2下把第i-1工作高度时的拉杆面组件1和拉杆体组件1分别沿周向复制至第i工作高度时拉杆组件所处的位置，分别创建第i工作高度时的拉杆面组件2和拉杆体组件2，然后删除第i-1工作高度时的拉杆面组件1和拉杆体组件1，得到第i工作高度时拉杆组件的网格模型。

优选地，所述得到第i工作高度时上框架组件的网格模型的步骤具体包括：以上框架组件与拉杆组件的转动轴C位于受电弓第i-1工作高度和第i工作高度两个不同位置为参照点，在全局直角坐标系下把受电弓位于第i-1工作高度时的上框架面组件1和上框架体组件1分别平移复制到上框架过渡位置1，这时位于上框架过渡位置1的上框架组件与第i工作高度时的拉杆组件重新构成转动轴，接着分别创建过渡位置1的上框架体组件2和上框架面组件2，然后删除上框架面组件1和体组件1，之后在上框架组件与拉杆组件的转动轴创建局部柱坐标系3，在局部坐标系3下，根据受电弓第i工作高度时上框架组件的位置与上框架过渡位置1之间的夹角，分别沿周向旋转移动上框架体组件2和上框架面组件2至受电弓第i工作高度时上框架组件的位置，得到第i工作高度时上框架组件的网格模型。

优选地，所述得到第i工作高度时弓头组件的网格模型的步骤具体包括：以弓头组件与上框架组件的转动轴为参照点，在全局直角坐标系下分别平移复制第i-1工作高度时的弓头面组件1和弓头体组件1至第i工作高度时弓头组件的位置，分别创建弓头面组件2和弓头体组件2，然后删除第i-1工作高度时的弓头面组件1和弓头体组件1，得到第i工作高度时弓头组件的网格模型。

优选地，所述第i工作高度时的下臂杆组件的网格模型和拉杆组件的网格模型由第i-1工作高度网格模型中的对应组件直接旋转得到；所述第i工作高度时的上框架组件的网格模型由第i-1工作高度网格模型中的对应组件先后平移和旋转得到；所述第i工作高度时的弓头组件的网格模型由第i-1工作高度网格模型中的对应组件平移得到。

在第1工作高度网格模型建立后，模型中的面与体是互相通过点与线相连的，因此第一次位置变换只能执行复制操作，不能执行移动操作(执行移动操作的前提是被移动的模型与其他模型没有点、线、面之间的联系，即模型是独立存在的)。在第一次位置变换执行复制操作后，不同的部件模型在新的位置装配后，如果不进行连接操作，不同的部件模型在新的位置是互相没有联系的，因此，接下来对这个新位置的模型进行更进一步的操作就变得很简单，只需要分别对各个部件模型进行移动操作就行了，移动之后不再需要进行各个部件的面组件和体组件的创建与删除了，进一步加快了建模速度。

优选地，在所述下臂杆体组件和下臂杆面组件、上框架体组件和上框架面组件、拉杆体组件和拉杆面组件、弓头体组件和弓头面组件中，面组件不包含体组件中所有实体所包含的面，所述网格模型只包含实体单元和壳单元。

上述各个部件的面组件和体组件分别是若干块面(area)的集合和若干个体(volume)的集合。把若干面和体划归到一个集合，极大地方便了对这些面和体进行同时选择的操作。

优选地，所述网格模型被划分为若干组件，包括受电弓的下臂杆组件、上框架组件、拉杆组件和弓头组件。

由于采用了以上技术方案，与现有技术相比较，本发明在建立受电弓第1种工作高度的计算模型后，可以快速建立受电弓其他任意工作高度的计算模型，大大加快了受电弓的强度仿真计算速度，使受电弓仿真计算能适时地为受电弓的设计工作提供支撑和把关作用。

附图说明

图1为受电弓高度H与下臂杆倾斜角α2,之间的关系图；

图2为本发明受电弓第1工作高度的示意图；

图3为本发明受电弓第2工作高度的示意图；

图4为本发明通过画图法将受电弓第1工作高度变换到第2工作高度的示意图。

图中：A为第1工作高度时下臂杆组件的固定转轴，B为第1工作高度时拉杆组件的固定转轴，E第1工作高度时为弓头组件与上框架组件的转动轴，AD为第1工作高度的下臂杆组件，BC为第1工作高度的拉杆组件，CDE为第1工作高度的上框架组件，AD′为第2工作高度的下臂杆组件，BC′为第2工作高度的拉杆组件，C′D′E′为第2工作高度的上框架组件。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

1)受电弓的工作高度大体分为最低工作高度(假设为第1工作高度)、正常工作高度(假设为第2工作高度)、最高工作高度的75％(假设为第3工作高度)、最高工作高度(假设为第4工作高度)四种。以第1工作高度受电弓各个部件的位置为基准，第2、第3和第4工作高度根据下臂杆组件的倾斜角用作图法确定拉杆组件的倾斜角。

如图1所示，受电弓工作高度与下臂杆转角之间存在函数关系，给定一个工作高度后，下臂杆的倾斜角就确定了，所述函数关系为H＝l*sin(γ2)+L*sin(α2)+h。如图4所示，图中AD为下臂杆，BC为拉杆，CDE为上框架，弓头位于上框架上方且在E处与上框架铰接。图1表示了受电弓高度H与下臂杆倾斜角α2,之间的关系，假设上框架D’E’段的长度为l，其倾斜角为γ2，下臂杆的长度为L，其倾斜角为α2,,铰接点A与铰接点B之间的高差为h，则H＝l*sin(γ2)+L*sin(α2)+h。由下臂杆的倾斜角α2,可以确定拉杆倾斜角β2，从而确定了上框架D’E’段的倾斜角γ2。

如图2-4所示，根据上述受电弓升弓高度H与下臂杆组件的倾斜角之间的函数关系，确定受电弓第2工作高度时下臂杆组件的倾斜角，保持下臂杆组件的固定转轴A和拉杆组件的固定转轴B不动，根据下臂杆组件AD的长度以及受电弓在第2工作高度时下臂杆组件的倾斜角，得到第2工作高度时下臂杆组件的上端转动轴D’，然后以D’为圆心，以第1工作高度时上框架部件的下半段的长度CD为半径画圆得到圆1，再以拉杆组件的固定转轴B为圆心，以拉杆组件BC的长度为半径画圆得到圆2，所述圆2与所述圆1相交于C’，连接BC’，则BC’就是第2工作高度时拉杆组件的位置，由此即可得到第2工作高度时拉杆组件的倾斜角。

2)建立受电弓最低工作高度(假设为第1工作高度)的网格模型，这个网格模型只包含实体单元和壳单元。在第1工作高度的网格模型中建立下臂杆体组件1和下臂杆面组件1、上框架体组件1和上框架面组件1、拉杆体组件1和拉杆面组件1、弓头体组件1和弓头面组件1，其中面组件不包含体组件中所有实体所包含的面，然后以第1工作高度为文件名保存网格模型文件。

3)复制第1工作高度网格模型文件，把复制得到的网格模型文件名改为以第2工作高度为文件名的网格模型文件。用仿真软件打开这个网格模型文件。在下臂杆组件的下端转动轴和拉杆组件下端转动轴分别创建局部柱坐标系1和局部柱坐标系2。

根据受电弓第2工作高度与第1工作高度下臂杆组件的倾斜角之差，在局部柱坐标系1下把下臂杆体组件1和下臂杆面组件1分别沿周向复制至第2工作高度时下臂杆组件所处的位置，分别创建下臂杆体组件2和下臂杆面组件2，然后删除下臂杆体组件1和下臂杆面组件1，这实际上相当于把下臂杆体组件1和下臂杆面组件1旋转到了受电弓第2工作高度时下臂杆所处的位置，得到受电弓第2工作高度时的下臂杆体组件2和下臂杆面组件2的网格模型。

同样根据受电弓第2工作高度与第1工作高度时拉杆组件的倾斜角之差，在局部柱坐标系2下把拉杆体组件1和拉杆面组件1分别沿周向复制至第2工作高度时拉杆组件所处的位置，分别创建拉杆体组件2和拉杆面组件2，然后删除拉杆体组件1和拉杆面组件1，这实际上相当于就把拉杆体组件1和拉杆面组件1旋转到了受电弓第2工作高度时拉杆所处的位置，得到受电弓第2工作高度时的拉杆体组件2和拉杆面组件2的网格模型。

接下来，首先根据所述第2工作高度与所述第1工作高度时上框架与拉杆的转动轴C在全局直角坐标系下坐标值的差，将第1工作高度时网格模型中上框架面组件和上框架体组件平移复制到上框架过渡位置1，使转动轴C到达所述第2工作高度的位置，这时位于上框架过渡位置1的上框架面组件和上框架体组件与第1工作高度时的上框架面组件和上框架体组件成一个夹角然后在上框架过渡位置1重新创建上框架面组件和上框架体组件，同时删除第1工作高度时网格模型中的上框架面组件和上框架体组件。然后，同样在转动轴C创建局部柱坐标系，以局部柱坐标系的原点为参照点，利用仿真软件自身的测量功能把上框架过渡位置1的上框架组件与第1工作高度时的上框架组件这两个不同位置之间的夹角的值测量出来，在局部柱坐标系下将过渡位置的上框架组件旋转角度，旋转后的位置就是第2工作高度时上框架面组件和上框架体组件所处的位置，从而得到第2工作高度时上框架面组件和上框架体组件的网格模型。

以弓头与上框架的转动轴为参照点，在全局坐标系下分别复制弓头体组件1和弓头面组件1至受电弓第2工作高度时弓头组件的位置，分别创建弓头体组件2和弓头面组件2，然后删除弓头体组件1和弓头面组件1，得到第2工作高度时弓头体组件2和弓头面组件2的网格模型，保存该网格模型文件。

4)复制第2工作高度网格模型文件，把复制得到的模型文件名改为以第3工作高度为文件名的网格模型文件。用仿真软件打开这个网格模型文件。

根据受电弓第3工作高度与第2工作高度时下臂杆组件的倾斜角度之差，在局部柱坐标系1下把下臂杆体组件2和下臂杆面组件2分别沿周向移动至第3工作高度时下臂杆组件所处的位置。

根据受电弓第3工作高度与第2工作高度时拉杆组件的倾斜角度之差，在局部柱坐标系2下把拉杆体组件2和拉杆面组件2分别沿周向移动至第3工作高度时拉杆组件所处的位置。

以上框架组件与拉杆组件的转动轴位于受电弓第2工作高度和第3工作高度两个不同的位置为参照点，在全局坐标系下把受电弓位于第2工作高度时的上框架体组件2和上框架面组件2分别移动到上框架过渡位置2，这时位于上框架过渡位置2的上框架组件与第3工作高度时的拉杆组件重新构成转动轴，并在这个转动轴创建局部柱坐标系4。在局部柱坐标系4下，根据受电弓第3工作高度时上框架组件的位置与上框架过渡位置2之间的夹角，分别沿周向移动上框架体组件2和上框架面组件2至受电弓第3工作高度时上框架组件的位置。

以弓头组件与上框架组件的转动轴为参照点，在全局坐标系下分别移动弓头体组件2和弓头面组件2至受电弓第3工作高度时弓头组件的位置，保存网格模型文件。

5)按建立受电弓第3工作高度网格模型同样的方法建立受电弓第4工作高度网格模型。

6)完善受电弓各工作高度的网格模型，分别合并各工作高度网格模型中的节点和关键点，分别在各工作高度网格模型中建立必要的质量单元、梁单元、弹簧单元、铰链单元等辅助单元，完善必要的节点耦合和约束方程，并分别保存各工作高度的模型文件，得到所有工作高度时的网格模型。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种受电弓强度仿真计算快速建模方法，包括如下步骤：

a)建立受电弓在第1工作高度时的网格模型，所述网格模型包括受电弓的下臂杆组件、上框架组件、拉杆组件和弓头组件；所述第1工作高度为受电弓处于最低工作高度、正常工作高度、最高工作高度的75％或最高工作高度这四种工作高度中的任一种；

b)将所述四种工作高度中除所述第1工作高度外的任一工作高度定义为第i工作高度，并以所述第i-1工作高度时网格模型为基础，根据所述第i工作高度时下臂杆组件的倾斜角，用作图法确定所述第i工作高度时所述拉杆组件的倾斜角；其中i＝2或3或4；

c)根据所述第i工作高度时与所述第i-1工作高度时下臂杆组件的倾斜角之差，在局部柱坐标系下将第i-1工作高度时网格模型中的下臂杆组件旋转复制到所述下臂杆组件在第i工作高度时相应的位置，然后在该位置重新创建第i工作高度时的下臂杆组件，并删除所述第i-1工作高度时的下臂杆组件，得到第i工作高度时下臂杆组件的网格模型；

d)根据所述第i工作高度与所述第i-1工作高度时拉杆组件的倾斜角之差，在局部柱坐标系下将第i-1工作高度时网格模型中的拉杆组件旋转复制到所述拉杆组件在第i工作高度时相应的位置，然后在该位置重新创建第i工作高度时的拉杆组件，并删除所述第i-1工作高度时的拉杆组件，得到第i工作高度时拉杆组件的网格模型；

e)在全局直角坐标系下，根据拉杆组件与上框架组件的转动轴或下臂杆组件与上框架组件的转动轴在第i工作高度与所述第i-1工作高度时的坐标值之差，将第i-1工作高度时网格模型中的上框架组件平移复制并旋转到所述上框架组件在第i工作高度时相应的位置，然后在该位置重新创建第i工作高度时网格模型的上框架组件，并删除所述第i-1工作高度时的网格模型中的上框架组件，得到第i工作高度时上框架组件的网格模型；

f)在全局直角坐标系下，根据弓头组件与上框架组件之间的转动轴在第i工作高度与第i-1工作高度时的坐标值之差，将第i-1工作高度时网格模型中的弓头组件平移复制到所述弓头组件在第i工作高度时相应的位置，然后在该位置重新创建第i工作高度时网格模型的弓头组件，并删除所述第i-1工作高度时网格模型中的弓头组件，得到第i工作高度时弓头组件的网格模型。

2.根据权利要求1所述的受电弓强度仿真计算快速建模方法，其特征在于，所述下臂杆组件包括下臂杆体组件和下臂杆面组件，所述上框架组件包括上框架体组件和上框架面组件，所述拉杆组件包括拉杆体组件和拉杆面组件，所述弓头组件包括弓头体组件和弓头面组件。

3.根据权利要求1或2所述的受电弓强度仿真计算快速建模方法，其特征在于，当i大于2时，第i工作高度下臂杆组件、拉杆组件、上框架组件和弓头组件的网格模型由第i-1工作高度网格模型中的对应组件直接平移或/和旋转得到。

4.根据权利要求1或2所述的受电弓强度仿真计算快速建模方法，其特征在于，所述用作图法确定所述第i工作高度时所述拉杆组件的倾斜角的步骤具体包括：根据受电弓升弓高度H与下臂杆组件的倾斜角之间的函数关系，确定受电弓第i工作高度时下臂杆组件的倾斜角，保持下臂杆组件的固定转轴A和拉杆组件的固定转轴B不动，根据下臂杆组件AD的长度以及受电弓在第i工作高度时下臂杆组件的倾斜角，得到第i工作高度时下臂杆组件的上端转动轴D’，然后以D’为圆心，以第i-1工作高度时上框架部件的下半段的长度CD为半径画圆得到圆1，再以拉杆组件的固定转轴B为圆心，以拉杆组件BC的长度为半径画圆得到圆2，所述圆2与所述圆1相交于C’，连接BC’，则BC’就是第i工作高度时拉杆组件的位置，由此即可得到第i工作高度时拉杆组件的倾斜角。

5.根据权利要求1或2所述的受电弓强度仿真计算快速建模方法，其特征在于，所述f)步骤之后还包括如下步骤：g)完善受电弓各工作高度的网格模型，分别合并各工作高度网格模型中的节点和关键点，分别在各工作高度网格模型中建立必要的质量单元、梁单元、弹簧单元、铰链单元等辅助单元，完善必要的节点耦合和约束方程，并分别保存各工作高度的模型文件。

6.根据权利要求2所述的受电弓强度仿真计算快速建模方法，其特征在于，所述得到第i工作高度时下臂杆组件的网格模型的步骤具体包括：根据所述第i工作高度与所述第i-1工作高度下臂杆组件的倾斜角之差，在局部柱坐标系1下把第i-1工作高度时的下臂杆面组件1和下臂杆体组件1分别沿周向复制至第i工作高度时下臂杆组件所处的位置，分别创建第i工作高度时的下臂杆面组件2和下臂杆体组件2，然后删除第i-1工作高度时的下臂杆面组件1和下臂杆体组件1，得到第i工作高度时下臂杆组件的网格模型。

7.根据权利要求2所述的受电弓强度仿真计算快速建模方法，其特征在于，所述得到第i工作高度时拉杆组件的网格模型的步骤具体包括：根据所述第i工作高度与所述第i-1工作高度时拉杆组件的倾斜角之差，在局部柱坐标系2下把第i-1工作高度时的拉杆面组件1和拉杆体组件1分别沿周向复制至第i工作高度时拉杆组件所处的位置，分别创建第i工作高度时的拉杆面组件2和拉杆体组件2，然后删除第i-1工作高度时的拉杆面组件1和拉杆体组件1，得到第i工作高度时拉杆组件的网格模型。

8.根据权利要求2所述的受电弓强度仿真计算快速建模方法，其特征在于，所述得到第i工作高度时上框架组件的网格模型的步骤具体包括：以上框架组件与拉杆组件的转动轴C位于受电弓第i-1工作高度和第i工作高度两个不同位置为参照点，在全局直角坐标系下把受电弓位于第i-1工作高度时的上框架面组件1和上框架体组件1分别平移复制到上框架过渡位置1，这时位于上框架过渡位置1的上框架组件与第i工作高度时的拉杆组件重新构成转动轴，接着分别创建过渡位置1的上框架体组件2和上框架面组件2，然后删除上框架面组件1和体组件1，之后在上框架组件与拉杆组件的转动轴创建局部柱坐标系3，在局部坐标系3下，根据受电弓第i工作高度时上框架组件的位置与上框架过渡位置1之间的夹角，分别沿周向旋转移动上框架体组件2和上框架面组件2至受电弓第i工作高度时上框架组件的位置，得到第i工作高度时上框架组件的网格模型。

9.根据权利要求2所述的受电弓强度仿真计算快速建模方法，其特征在于，所述得到第i工作高度时弓头组件的网格模型的步骤具体包括：以弓头组件与上框架组件的转动轴为参照点，在全局直角坐标系下分别平移复制第i-1工作高度时的弓头面组件1和弓头体组件1至第i工作高度时弓头组件的位置，分别创建弓头面组件2和弓头体组件2，然后删除第i-1工作高度时的弓头面组件1和弓头体组件1，得到第i工作高度时弓头组件的网格模型。

10.根据权利要求1或2所述的受电弓强度仿真计算快速建模方法，其特征在于，所述第i工作高度时的下臂杆组件的网格模型和拉杆组件的网格模型由第i-1工作高度网格模型中的对应组件直接旋转得到；所述第i工作高度时的上框架组件的网格模型由第i-1工作高度网格模型中的对应组件先后平移和旋转得到；所述第i工作高度时的弓头组件的网格模型由第i-1工作高度网格模型中的对应组件平移得到。