一种基于钢轨轨底位移检测轮轨力的方法技术

本发明专利技术公开了一种基于钢轨轨底位移检测轮轨力的方法，该方法将若干激光位移传感器布置在相邻轨枕间距中心处，用于采集在列车运行通过测点处产生的轨底位移信号，再根据测试信号获取列车速度、轮距等信息，利用轨道计算模型求解轨道动力传递方程进行计算得到轮轨力，从而检测在列车通过测区时的轮轨病害。本发明专利技术的优点是：（1）该方法为无损轮轨力检测方法，监测的过程中不会破坏轨道结构，该方法可用于轮轨力长期监测，在实际应用中可设定一个轨底位移值作为触发仪器开始采集测点位移的触发值，避免监测过程中的人工操作；（2）仪器在采集到轨底数据后，可自动通过后台计算程序进行轮轨力的评估，实现轮轨力的监测的连续化、自动化。

A method of detecting wheel rail force based on rail bottom displacement

【技术实现步骤摘要】
一种基于钢轨轨底位移检测轮轨力的方法
本专利技术属于交通
，具体涉及一种基于钢轨轨底位移检测轮轨力的方法。
技术介绍
随着我国高速铁路运营里程的增加，列车运行速度的提升以及车辆、轨道维护周期的延长，我国高铁列车车轮出现多边形磨耗现象越来越普遍。车轮的失圆会引发轮轨间的作用力的增加，造成铁路轨道和车辆的性能退化。失圆车轮在列车高速运行时产生的轮轨力可以达到常规轮载的1~3倍，对车辆和轨道结构产生冲击，其主要危害包括：（1）造成车辆的损伤。冲击荷载产生的轮轨接触应力远大于正常轮载，在较高的压应力和剪应力的作用下，车轮踏面会产生塑性流动、疲劳破坏和开裂等伤损。当周期性振动与车辆构件固有频率接近时，会引起局部共振，造成破坏。（2）加快轨道结构性能退化，引起轨道结构的破坏。对于有砟轨道，强冲击轮轨力会造成轨枕开裂、扣件失效，加速道砟的磨损；高阶多边形磨耗会产生高频的轮轨力，当轮轨力频率与扣件自振频率接近时，还会引发扣件的大面积断裂，严重影响行车安全。（3）能量的损失。列车运行过程中，强冲击轮轨力对轨道产生冲击，将能量通过振动本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于钢轨轨底位移检测轮轨力的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：（1）在钢轨下方每相邻两个轨枕之间的中心处布设一个激光位移传感器，各所述激光位移传感器与数据采集设备连接；（2）将所述激光位移传感器与所述钢轨的轨底之间的距离设为初始值，记录列车通过时所述激光位移传感器的探头与所述钢轨轨底之间的距离变化量；（3）建立轨道计算模型，测量获取所述轨道计算模型的参数，提取t时刻的测点位移矩阵W(t)，计算t时刻的动力传递矩阵R(t)， 用正则化方法求解方程W(t)=R(t)F(t)，得到t时刻的轮轨力的矩阵F(t)。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于钢轨轨底位移检测轮轨力的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：（1）在钢轨下方每相邻两个轨枕之间的中心处布设一个激光位移传感器，各所述激光位移传感器与数据采集设备连接；（2）将所述激光位移传感器与所述钢轨的轨底之间的距离设为初始值，记录列车通过时所述激光位移传感器的探头与所述钢轨轨底之间的距离变化量；（3）建立轨道计算模型，测量获取所述轨道计算模型的参数，提取t时刻的测点位移矩阵W(t)，计算t时刻的动力传递矩阵R(t)，用正则化方法求解方程W(t)=R(t)F(t)，得到t时刻的轮轨力的矩阵F(t)。


2.根据权利要求1所述的一种基于钢轨轨底位移检测轮轨力的方法，其特征在于所述轨道计算模型的参数包括单位长度钢轨质量mr、钢轨弹性模量Er、钢轨水平惯性矩、轨道结构等效阻尼ct、轨道基础等效刚度kt，通过所述轨道计算模型的参数计算动力传递矩阵R(t)。


3.根据权利要求2所述的一种基于钢轨轨底位移检测轮轨力的方法，其特征在于所述激光位移传感器所在的位置为测点，将所述测点的位置设为j，j为进行傅里叶变化后所述测点j对应在波数域上的位置；代入t=0时刻需要测量的每个轮轨力到所述测点的距离α（l），其中，l为需要反演的轮轨力的个数；将所述轨道参数用于计算所述动力传递矩阵R(t)得到所述测点j和轮轨力α（l）的动力传递算子rjl(t)，所述动力传递算子rjl(t)的计算公式为：

，
其中：
rjl表示编号为j的所述测点...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘庆杰，雷晓燕，康晨曦，魏强，
申请(专利权)人：华东交通大学，
类型：发明
国别省市：江西;36