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基于振动测试技术的轻轨铸钢支座健康状况监测的实验研究
| 论文题名： | 基于振动测试技术的轻轨铸钢支座健康状况监测的实验研究 |
| 关键词： | 轻轨铸钢支座;振动测试;固有频率;经验模态分解;故障诊断;健康监测 |
| 摘要： | 论文以重庆市跨座式轻轨轨道梁铸钢支座为研究对象。铸钢支座是连接轨道梁和墩台的关键受力部件，其健康状况对整个轻轨交通系统的安全运行起着至关重要的作用。由于加工缺陷、气候环境对金属元件的腐蚀、长期服役及复杂的受力情况等因素都会对铸钢支座的健康状况产生很大的负面影响。为了轻轨交通的安全运营，必须对铸钢支座的健康状况进行监测。然而，铸钢支座一般安装在室外高架轨道的墩台上面，体积较大、位置特殊，且形状复杂，采用常规的射线检测、超声波检测、微波检测等无损检测方法都难以对其健康状况进行监测。 针对上述问题，作者从工程实际出发，根据跨座式轨道交通系统的特殊特点以及铸钢支座系统健康检测的需要，提出采用振动测试技术来监测铸钢支座的健康状况。首先采用工控机、力锤、测振传感器和数据采集卡等，并编写相应的软件，构成适合工程现场实际情况的振动数据采集系统；然后通过多次实验确定测振传感器在铸钢支座上面的布置位置以及激振位置；最后对铸钢支座进行人工力锤击振，并采集铸钢支座的振动脉冲响应信号。 为了对采集到的铸钢支座的振动脉冲响应信号进行分析，论文首先提出了一种基于固有频率变化法的分析方法。在实验过程中，改变固定铸钢支座的锚固螺杆的紧固力矩模拟其故障，通过分析铸钢支座比较明显的前五阶固有频率的平均变化率的大小来对其健康状况进行判断，取得了一定的效果。另外，为了解决铸钢支座缺乏故障样本的问题，论文还提出了一种基于经验模态分解(EMD)和支持向量数据描述(SVDD)的方法来对其进行故障诊断。对采集到的振动脉冲响应信号进行EMD分解，提取第一(IMF1)、第二模态(IMF2)的能量和平均值作为特征输入到SVDD分类器进行训练和分类。实验结果表明，采用EMD分解后提取的特征能有效地浓缩故障信息，使SVDD分类器具有很好的分类效果。 实验结果表明，上述两种方法的提出为轻轨铸钢支座的健康检测提供了比较科学的参考依据，具有一定的参考价值。 |
| 作者： | 杨永超 |
| 专业： | 仪器科学与技术 |
| 导师： | 汪同庆 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆大学 |
| 学位年度： | 2009 |
| 正文语种： | 中文 |
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