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，鐵路運輸?shù)陌踩蝿葑兊酶訃谰?。對于軌道交通而言，輪軌關系是最為重要的關系，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備的各種異常情況作出診斷和預測，并對故障位置進行檢修，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，主要進行了如下的研究工作：
　　（1）從車輪與鋼軌相互作用的特點及

2、軌道真實的約束條件出發(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變的預分析，探究了如何選取所要研究的應變方向，確定了進行有限元計算時荷載的施加位置。通過對模型的加載與計算，得出了軌腰中和軸節(jié)點在不同位置移動垂向荷載作用下的應變分布，分析了變化規(guī)律。根據(jù)仿真計算結果，確定了應變片的粘貼位置和測試橋路的組橋方案。根據(jù)剪應力法測試電橋與本文測試電橋之間的關系，得出了對分段取出輪軌力時進行分段點位置的判別。仿真

3、計算了橫向力對垂向力測試的影響，結果表明橫向力的存在對垂向力的測試沒有影響。仿真計算了輪軌力的反演，反演的輪軌力具有一定的準確性。最后仿真分析了三個參數(shù)對連續(xù)測試方案的影響，結果表明本文的方法可以適用。
　　（2）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上，構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上加入隨機白噪聲構成了含噪信號，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，能夠適應各種惡劣環(huán)境，并且實際操作時也很方便。在60kg/m的標準軌道上進行了離散點的加載試驗，與仿真的