輪軌垂向力連續(xù)測量方法研究.pdf

1、隨著列車速度的提高和車輛軸重的增加，車輛與軌道之間的相互作用更加激烈，鐵路運(yùn)輸?shù)陌踩蝿葑兊酶訃?yán)峻。對于軌道交通而言，輪軌關(guān)系是最為重要的關(guān)系，而輪軌力的監(jiān)測又具有非常特殊的意義，通過對輪軌力的記錄與分析可以對軌道及列車設(shè)備的各種異常情況作出診斷和預(yù)測，并對故障位置進(jìn)行檢修，從而保障了鐵路行車安全。本文在中國鐵路事業(yè)大力發(fā)展的大背景下，以輪軌垂向力連續(xù)測試為主題，主要進(jìn)行了如下的研究工作：
　?。?）從車輪與鋼軌相互作用的特點(diǎn)及

2、軌道真實(shí)的約束條件出發(fā)，利用有限元分析軟件ANSYS建立了鋼軌的有限元模型，通過對鋼軌軌腰中和軸應(yīng)變的預(yù)分析，探究了如何選取所要研究的應(yīng)變方向，確定了進(jìn)行有限元計(jì)算時荷載的施加位置。通過對模型的加載與計(jì)算，得出了軌腰中和軸節(jié)點(diǎn)在不同位置移動垂向荷載作用下的應(yīng)變分布，分析了變化規(guī)律。根據(jù)仿真計(jì)算結(jié)果，確定了應(yīng)變片的粘貼位置和測試橋路的組橋方案。根據(jù)剪應(yīng)力法測試電橋與本文測試電橋之間的關(guān)系，得出了對分段取出輪軌力時進(jìn)行分段點(diǎn)位置的判別。仿真

3、計(jì)算了橫向力對垂向力測試的影響，結(jié)果表明橫向力的存在對垂向力的測試沒有影響。仿真計(jì)算了輪軌力的反演，反演的輪軌力具有一定的準(zhǔn)確性。最后仿真分析了三個參數(shù)對連續(xù)測試方案的影響，結(jié)果表明本文的方法可以適用。
　?。?）針對輪軌力測試中常見的基線漂移和粗大白噪聲，本文提出了基于小波變換的綜合去噪法。針對基線漂移，在理想輪軌力信號的基礎(chǔ)上，構(gòu)造了兩種含有基線漂移的含噪信號，使用最為常見的三種小波基對基線漂移進(jìn)行濾除，比較了不同小波基階數(shù)對

4、去除基線漂移效果的影響，確定了合適的小波基。針對粗大白噪聲，在理想輪軌力信號的基礎(chǔ)上加入隨機(jī)白噪聲構(gòu)成了含噪信號，分別討論了硬軟閾值函數(shù)下小波基和閾值規(guī)則的降噪性能，確定了用于降噪的小波基和閾值規(guī)則的組合。
　?。?）基于美國國家儀器公司的硬件產(chǎn)品及圖形化編程語言Labview開發(fā)了輪軌力測試系統(tǒng)，該測試系統(tǒng)可靠性高，穩(wěn)定性好，能夠適應(yīng)各種惡劣環(huán)境，并且實(shí)際操作時也很方便。在60kg/m的標(biāo)準(zhǔn)軌道上進(jìn)行了離散點(diǎn)的加載試驗(yàn)，與仿真的