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基于车辆轴箱振动信息的轨道不平顺状态诊断
| 论文题名： | 基于车辆轴箱振动信息的轨道不平顺状态诊断 |
| 关键词： | 轨道交通;车辆动力学;轴箱加速度;轨道检测 |
| 摘要： | 由于钢轨的生产过程影响、轨道接头焊接打磨不良、轮轨冲击力作用以及轨道维护不规范等原因都可能造成轨道短波不平顺。短波不平顺直接影响列车运行速度的提升以及机车部件的寿命，严重时危及列车行驶安全，因此研究快速有效的轨道短波不平顺检测方法和技术对城市轨道交通的安全运营具有重大的工程和科学意义。 本文将SIMPACK构建的轨道车辆动力学模型运用于轨道短波不平顺识别研究，提出一种基于运动车辆轴箱振动信息的轨道短波不平顺识别方法。通过对轴箱振动加速度的处理与分析总结出其特征频率变化和相应轨道短波不平顺状态的相应关系，即利用轴箱振动加速度识别轨道短波不平顺状态。主要研究内容包括： （1）轴箱振动加速度与轨道短波不平顺之间相互关系研究。从轮轨相互作用力出发，研究短波不平顺对车辆系统的影响，引入车辆集总参数简化模型，通过建立轮轨垂向动力学方程，推导出谐波型轨道不平顺频率与轴箱加速度频率之间关系。 （2）轨道车辆动力学模型的构建及仿真。根据在线运行实验车辆结构参数，运用SIMPACK建立轨道车辆动力学模型，通过在仿真轨道中加入谐波型轨道短波不平顺激励，分析车辆轴箱振动加速度时域、频域变化特征，验证（1）中两者之间关系。 （3）复杂轨道不平顺中轨道短波不平顺特征信息提取。以美国五级轨道谱轨道高低不平顺为基础，通过插值法在轨道谱中加入谐波型轨道短波缺陷，对比车辆轴箱振动加速度前后变化特征，运用Hilbert-Huang变换对轴箱加速度时-频分析，确定加入的轨道短波不平顺特征信息。 （4）基于在线运行车辆实测轴箱振动加速度分析。设计车辆轴箱振动加速度采集系统，采集试验车辆运行时由于轨道不平顺引起轴箱振动垂向加速度，对轴箱加速度预处理，将轴箱垂向加速度EMD分解后通过Hilbert变换对加速度信号时-频分析，准确地对轨道不平顺的有害波长进行空间定位，通过与现场对比，可以实现轨道区段内一定程度的短波不平顺检测。 |
| 作者： | 曹西宁 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 柴晓冬 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 上海工程技术大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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