高頻輪軌力測量方法研究.pdf

1、隨著中國鐵路快速發(fā)展，列車速度由原來的30公里/小時提高到現(xiàn)在的300公里/小時，運(yùn)營里程也不斷增加，已經(jīng)突破了10萬公里。列車大步發(fā)展是符合國家行情的需要，同時人們對鐵路的安全性，舒適性也提出了很高的要求。輪軌力的檢測是研究列車脫軌機(jī)制和車輛舒適度必不可少的組成部分。在眾多輪軌力測量方法中，測力輪對是一種連續(xù)的最有效最精確的測量方法。列車運(yùn)行環(huán)境復(fù)雜，在實(shí)際的列車運(yùn)行中，車輪所受的輪對力是一段從低頻到高頻的廣譜。根據(jù)模態(tài)振動理論，當(dāng)車

2、輪在某些特定的頻率處激勵時，會引發(fā)模態(tài)共振。在模態(tài)仿真實(shí)驗(yàn)中，可以計(jì)算出一階共振頻率在270Hz處。這種模態(tài)共振現(xiàn)象，不可避免地疊加到輻板應(yīng)變中，使測力輪對引入了較大誤差。根據(jù)UIC518標(biāo)準(zhǔn)，輪軌力的測量最高是90Hz，一般是20Hz以下。高頻輪軌力的測量，不僅僅有利于精確得到輪軌力參數(shù)，而且高頻力包含了豐富的軌道信息，便于分析軌道狀態(tài)。因此，本論文針對現(xiàn)有測力輪對中的不足，提出了一種高頻輪軌力的測量方法。
　　本文分為四個部分

3、:測量輪對原理研究，車輪模態(tài)分析，高頻輪軌力濾波補(bǔ)償和高頻輪軌力采集裝備軟硬件介紹。首先基于測力輪對原理，分析了輪軌間相互作用力以及組橋數(shù)據(jù)中諧波之間關(guān)系，并且提出輪軌力解析方程組和測力輪對狀態(tài)模型。然后闡述了模態(tài)振動理論，利用CAD軟件對車輪建模和有限元分析軟件PATRAN分析實(shí)際輪對的模態(tài)以及激勵響應(yīng)。針對模態(tài)和響應(yīng)特性，重點(diǎn)分析了車輪模態(tài)振動引起的誤差，并使用合理的濾波器補(bǔ)償高頻輪軌力中夾雜的模態(tài)共振的影響。其次設(shè)計(jì)了一款多通道高