基于光纖光柵的鋼軌溫度力監(jiān)測(cè)技術(shù)研究.pdf

1、隨著我國(guó)高速鐵路的發(fā)展及無(wú)縫線路的廣泛應(yīng)用，無(wú)縫線路的運(yùn)行狀態(tài)日益成為威脅鐵路運(yùn)營(yíng)安全的重要隱患。光纖光柵傳感技術(shù)可實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)變和溫度的高靈敏度測(cè)量，因而采用光纖光柵對(duì)鋼軌應(yīng)變和溫度進(jìn)行監(jiān)測(cè)成為鐵路傳感中的新興應(yīng)用。通過實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)與數(shù)據(jù)反饋來(lái)感知無(wú)縫線路的運(yùn)行狀態(tài)，確保線路運(yùn)營(yíng)安全。本文針對(duì)鋼軌應(yīng)變、溫度和溫度力監(jiān)測(cè)需求，研究了基于光纖光柵傳感器的軌道狀態(tài)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，并對(duì)光纖光柵傳感器封裝及安裝工藝進(jìn)行探索。
　　本文首先對(duì)光纖光柵溫度

2、和應(yīng)變傳感基本原理進(jìn)行簡(jiǎn)要介紹，并對(duì)光纖光柵在使用中溫度和應(yīng)變交叉敏感問題進(jìn)行闡述。同時(shí)針對(duì)鐵路現(xiàn)場(chǎng)和鋼軌溫度、應(yīng)變傳感的特殊應(yīng)用場(chǎng)合，設(shè)計(jì)了新型光纖光柵鋼軌應(yīng)變計(jì)及其封裝、安裝工藝。
　　其次在傳統(tǒng)的一維測(cè)量模型基礎(chǔ)上，介紹了三維梁模型下鋼軌受力模型和測(cè)量原理。針對(duì)鋼軌橫向及豎向彎矩測(cè)量問題，采用三維梁測(cè)量模型對(duì)鋼軌軸向力和橫豎向彎矩進(jìn)行了測(cè)量。同時(shí)，通過靜態(tài)加載實(shí)驗(yàn)得到了鋼軌軸力和曲率信息，完成了三維梁模型有效性驗(yàn)證。