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。列車運行環(huán)境復雜，在實際的列車運行中，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)仿真實驗中，可以計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變中，使測力輪對引入了較大誤差。根據(jù)UIC518標準，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分析實際輪對的模態(tài)以及激勵響應。針對模態(tài)和響應特性，重點分析了車輪模態(tài)振動引起的誤差，并使用合理的濾波器補償高頻輪軌力中夾雜的模態(tài)共振的影響。其次設計了一款多通道高