基于轴箱垂向加速度中高频轮轨垂向力软测量模型

利用谱方法和相干函数分析轴箱垂向加速度与轮轨垂向力的频率特性。根据轴箱垂向加速度与轮轨垂向力在波形上具有相似性的特点,采用H1传递函数估计方法和傅立叶变换及傅立叶逆变换,导出轴箱垂向加速度与中高频轮轨垂向力关联的传递函数,建立用于预测中高频轮轨垂向力的软测量模型,并根据相干系数确定了轮轨垂向力软测量模型的适用频率范围为55～90Hz。利用实测的轴箱垂向加速度和轮轨垂向力数据对轮轨垂向力软测量模型进行验证的结果表明,基于轴箱垂向加速度的中高频轮轨垂向力软测量模型具有较高的预测精度,而且简单实用,为诊断和控制轮轨垂向力大值提供了新的分析手段。

地铁车轮多边形磨耗对轮轨系统动力特性的影响

基于ANSYS有限元分析软件和SIMPACK动力学软件建立考虑轨道和轮对柔性的地铁车辆-轨道刚柔耦合动力学模型,以地铁运营过程中常出现的低阶多边形和高阶多边形磨耗作为输入,研究不同速度下车轮多边形磨耗对轮轨系统动力特性的影响规律。研究结果表明:当车轮多边形激振频率在60~95 Hz频段内时,不圆时变率与轴箱垂向加速度之间具有较强的线性相关性;当多边形激振频率在P2共振频率附近时,不圆时变率与轮轨垂向力之间具有较强的线性相关性。在对车轮多边形进行状态监控时,可考虑在一定频段内利用轴箱垂向加速度和轮轨垂向力来评估车轮多边形的磨耗状态。

钢轨波磨指数与轨道短波不平顺关系研究

采用ABAQUS软件及轮轨真实形状尺寸参数,建立轮轨高频接触有限元模型;以我国某高速铁路钢轨波磨区段实测轨道短波不平顺作为有限元模型输入,在时域和频域上对比轴箱垂向加速度仿真结果与实测数据,验证模型的准确性;仿真计算钢轨波磨区段不同幅值轨道短波不平顺工况下轮轨垂向力、轴箱垂向加速度分布特性,研究钢轨波磨指数与轨道短波不平顺幅值之间的关系。结果表明:在钢轨波磨区段,轮轨垂向力最大值与钢轨波磨指数最大值出现的位置对应良好,在轮轨不脱离接触的前提下,钢轨波磨指数与轨道短波不平顺具有较好的线性相关性;通过曲线拟合可知,在钢轨波磨波长为150 mm时,轨道短波不平顺幅值为0.10和0.12 mm时对应的钢轨波磨指数分别为5.12和6.68。

诊断重载铁路钢轨焊接接头不良的边际指数方法

利用轴箱垂向加速度可以反映钢轨焊接接头不良的特性,结合小波包分解和自适应同步压缩短时傅里叶变换提出一种新的诊断重载铁路钢轨焊接接头不良的WPD⁃ASSTFT边际指数方法。首先对重载铁路轴箱垂向加速度信号进行小波包分解,得到若干个子信号,对各子信号分别做自适应同步压缩短时傅里叶变换;再将各子信号的时频分布相加,得到轴箱垂向加速度的时频分布;然后进行滤波,计算钢轨焊接接头不良冲击信号的移动有效边际谱;最后对移动有效边际谱进行归一化处理,得到焊缝边际指数,结合分布密度设定焊缝边际指数阈值,诊断重载铁路钢轨焊接接头不良。现场试验结果表明:利用WPD⁃ASSTFT方法能够有效提取焊接接头不良处的高频冲击特性,能够稳定地对重载铁路钢轨焊接接头不良进行诊断。