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原文传递高频轮轨力测量方法研究

论文题名：	高频轮轨力测量方法研究
关键词：	高频轮轨力;测力轮对;模态振动理论;有限元分析
摘要：	随着中国铁路快速发展，列车速度由原来的30公里/小时提高到现在的300公里/小时，运营里程也不断增加，已经突破了10万公里。列车大步发展是符合国家行情的需要，同时人们对铁路的安全性，舒适性也提出了很高的要求。轮轨力的检测是研究列车脱轨机制和车辆舒适度必不可少的组成部分。在众多轮轨力测量方法中，测力轮对是一种连续的最有效最精确的测量方法。列车运行环境复杂，在实际的列车运行中，车轮所受的轮对力是一段从低频到高频的广谱。根据模态振动理论，当车轮在某些特定的频率处激励时，会引发模态共振。在模态仿真实验中，可以计算出一阶共振频率在270Hz处。这种模态共振现象，不可避免地叠加到辐板应变中，使测力轮对引入了较大误差。根据UIC518标准，轮轨力的测量最高是90Hz，一般是20Hz以下。高频轮轨力的测量，不仅仅有利于精确得到轮轨力参数，而且高频力包含了丰富的轨道信息，便于分析轨道状态。因此，本论文针对现有测力轮对中的不足，提出了一种高频轮轨力的测量方法。　　本文分为四个部分:测量轮对原理研究，车轮模态分析，高频轮轨力滤波补偿和高频轮轨力采集装备软硬件介绍。首先基于测力轮对原理，分析了轮轨间相互作用力以及组桥数据中谐波之间关系，并且提出轮轨力解析方程组和测力轮对状态模型。然后阐述了模态振动理论，利用CAD软件对车轮建模和有限元分析软件PATRAN分析实际轮对的模态以及激励响应。针对模态和响应特性，重点分析了车轮模态振动引起的误差，并使用合理的滤波器补偿高频轮轨力中夹杂的模态共振的影响。其次设计了一款多通道高频轮轨力采集器，详细的介绍其硬件与软件组成部分，以便完成后期的实际数据测量工作。通过介绍了四大部分，最后结合本文的工作完成进度和一些优缺点，给出了结论与展望。
作者：	姚培
专业：	精密仪器及机械
导师：	陈建政
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2014
正文语种：	中文