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钢轨扣件松脱检测信号的HHT分析方法
| 论文题名： | 钢轨扣件松脱检测信号的HHT分析方法 |
| 关键词： | 钢轨扣件;钢轨振动;松脱检测信号;非平稳信号分析;边际谱;时频熵 |
| 摘要： | 钢轨是轨道结构中的重要组成部件，长期直接承受列车轮轨动力作用。在高强度的动态力作用下，可能产生多种形式的损伤，包括磨耗、扣件松脱、裂纹甚至断裂等。当钢轨发生损伤时，其动态特性参数会发生一定程度的改变，进而反映在振动特性上。本文针对扣件松脱这一损伤形式，采用适合处理非平稳信号的HHT分析方法对钢轨的振动信号进行了分析，主要工作如下: 采用ABAQUS软件分别建立了无砟轨道在移动载荷和冲击载荷作用下的有限元模型，提取了两种载荷作用形式下钢轨的动态响应信号，通过与实际线路测试数据对比，对模型进行了验证。 针对HHT方法中的正交性不足问题，以实测钢轨振动信号为例，对三种正交化算法的改进效果进行了对比;基于相关性原理剔除了信号分解结果中的无关干扰分量。 将Hilbert边际谱分别应用于移动载荷和冲击载荷作用下不同扣件松脱程度的钢轨振动信号的识别，对其识别效果进行了分析。将Hilbert边际谱频带能量法与向量相似度测度技术相结合，采用边际谱频带能量特征向量的最大相异系数作为不同扣件松脱程度下钢轨振动信号的标识，对比了不同扣件松脱程度下的钢轨振动信号的最大相异系数。将Hilbert时频谱与信息熵理论相结合，对不同扣件松脱程度下的钢轨振动信号的Hilbert时频熵进行了对比分析。 在实验平台上进行了钢轨的扣件松脱实验，通过改变扣件锁紧力矩来模拟扣件松脱，锁紧力矩依次为140N.m、105N.m、70N.m、35N.m和0N.m。以力锤敲击对钢轨进行激励，采集钢轨在不同状态下的振动信号。采用前述分析方法，分别对仿真数据及实验平台上的实测数据进行了处理，结果表明二者的分析结果吻合较好。同时，对某高速铁路线路上实测振动信号进行了分析，分析结果与理论结果之间存在差异，对产生差异的原因进行了分析。 |
| 作者： | 张丽华 |
| 专业： | 微机电工程 |
| 导师： | 刘冲;任同群 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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