弓网摩擦副由受电弓滑板与架空接触线组成,接触线在受电弓滑板表面往复摩擦来传递电能,因此受电弓滑板的磨损是不可避免的。随着我国铁路系统的不断发展,弓网摩擦副所承受的载流量不断增加,列车速度逐渐提高,同时弓网电弧现象越来越频繁,使摩擦副的接触条件不断恶化,导致摩擦副的磨损加剧,缩短摩擦副使用寿命。滑板表面磨耗形貌在不同运行条件下会发生改变,且这种变化难以用肉眼观察。相较于从宏观角度分析受电弓滑板,借助金相显微镜与表面粗糙度仪等仪器可以更清晰地观察滑板磨耗后微观变化的状态特征。因此,本文从微观角度出发探究滑板表面磨损的变化规律。为探究弓网系统受电弓滑板在不同接触电流、接触压力和滑动速度条件下的特性,开展了弓网载流磨损实验。为了统计分析滑板的表面形貌特征,对实验后的滑板磨损区域分块多次测量,分别使用金相显微镜与表面粗糙度仪采集了滑板表面的形貌图像与粗糙度参数,粗糙度参数包括轮廓算术平均偏差Ra和最大轮廓谷深Rv。为准确计算滑板表面凹坑面积和数量,使用一种基于粒子群优化的Otsu大津算法的图像处理方法,将凹坑部分从形貌图像中提取并进行标记计算,并计算出犁沟的宽度与间距。分析了不同工况下摩擦副的载流效率、电弧能量、摩擦系数和温度对弓网系统摩擦磨损的影响,统计分析了不同工况下凹坑面积、凹坑数量、犁沟面积、犁沟宽度、犁沟数量、犁沟间距和粗糙度参数的变化情况。随着接触电流的增大,凹坑面积和数量增加,粗糙度参数减小。随着接触压力的增大,凹坑面积减小,凹坑数量先减小后略有增大,粗糙度参数减小。随着滑动速度的增大,凹坑面积、数量和粗糙度参数都增大,滑板表面犁沟现象均随着运行参数的增大而加重。为了进一步研究滑板表面特征,定义磨损面积与磨损图像总面积的比值为磨损面积率。当接触电流和滑动速度增大时,滑板磨损面积率增大。当接触压力增大时,磨损面积率先减小后微弱增大。建立了接触电流、接触压力和滑动速度与滑板磨损量的模型,并证明模型有效性。该论文有图61幅,表5个,参考文献64篇。