列車(chē)超偏載和車(chē)輪踏面損傷的光纖光柵監(jiān)測(cè)技術(shù).pdf

1、列車(chē)行車(chē)安全是鐵路運(yùn)輸工作的重中之重。列車(chē)超載會(huì)損壞列車(chē)和路基，偏載會(huì)影響各車(chē)輪輪重的分配，當(dāng)輪重減載率達(dá)到一定程度后，就會(huì)導(dǎo)致列車(chē)脫軌。車(chē)輪踏面的損傷會(huì)使行駛在鋼軌上車(chē)輪的質(zhì)心與鋼軌的相對(duì)高度發(fā)生變化，對(duì)鋼軌產(chǎn)生沖擊激勵(lì)。并且當(dāng)列車(chē)高速運(yùn)行時(shí)，較嚴(yán)重的踏面擦傷產(chǎn)生的輪軌沖擊載荷峰值有時(shí)可達(dá)到數(shù)百個(gè)千牛頓，這是列車(chē)行車(chē)安全的極大隱患。本論文通過(guò)光纖光柵傳感器陣列監(jiān)測(cè)車(chē)輪作用于鋼軌產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)應(yīng)變特性研究列車(chē)超偏載和車(chē)輪踏面損傷，在技術(shù)上是

2、可行的，也是有意義的。
　　 光纖布喇格光柵(Fiber Bragg Grating，F(xiàn)BG)傳感器的最顯著特點(diǎn)是長(zhǎng)期穩(wěn)定性好，不會(huì)產(chǎn)生電信號(hào)傳感器的零點(diǎn)漂移，另外它還具有高精度、高靈敏度、耐腐蝕和防電磁干擾、傳輸距離遠(yuǎn)、適合動(dòng)態(tài)在線(xiàn)監(jiān)測(cè)等突出優(yōu)點(diǎn)，因此通過(guò)測(cè)量鋼軌的應(yīng)變進(jìn)行列車(chē)的稱(chēng)重和車(chē)輪踏面損傷的監(jiān)測(cè)，光纖布喇格光柵傳感器具有更多的優(yōu)勢(shì)。
　　 本課題首先對(duì)光纖光柵傳感技術(shù)在列車(chē)超偏載和車(chē)輪踏面損傷監(jiān)測(cè)中的理論依據(jù)做

3、了闡述，用實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了光纖光柵自身軸向應(yīng)變的傳感特性。然后對(duì)監(jiān)測(cè)列車(chē)超偏載和車(chē)輪踏面損傷的光纖布喇格光柵傳感器的設(shè)計(jì)做了具體說(shuō)明，包括光纖光柵應(yīng)變和溫度補(bǔ)償傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對(duì)裸光柵直接粘貼與采用FBG應(yīng)變片的應(yīng)變傳感特性在實(shí)驗(yàn)室做了對(duì)比實(shí)驗(yàn)，還討論了光纖布喇格光柵的應(yīng)變、溫度補(bǔ)償傳感器的補(bǔ)償原理，并對(duì)FBG應(yīng)變和溫度補(bǔ)償傳感器進(jìn)行了標(biāo)定實(shí)驗(yàn)。最后詳細(xì)介紹了光纖光柵傳感器陣列的制作、安裝和光纖的保護(hù)等，以及鐵路現(xiàn)場(chǎng)傳感器陣列的安裝情