[發明專利]一種基于低頻激振條件下的軌道特性分析系統

在審

• 申請號: 201611160980.7
• 申請日: 2016-12-15
• 公開（公告）號: CN108225801A
• 公開（公告）日: 2018-06-29
• 發明（設計）人: 趙巖;仲偉秋
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01M17/08
• 分類號: G01M17/08;G06F17/50
• 代理公司: 大連東方專利代理有限責任公司 21212
• 代理人: 姜玉蓉

本發明公開了一種基于低頻激振條件下的軌道特性分析系統：包括在低頻激振條件下檢測鐵路軌道的等效剛度信息和軌道參振質量信息，根據檢測到的數據信息計算鐵軌的總等效阻尼系數從而建立單自由度集總參數軌道模型的信息采集單元；接收所述信息采集單元傳送的數據信息對軌道振動過程中枕上和枕下壓力的進行求解的數據處理單元；所述數據處理單元計算軌道的道床的位移、加速度響應和路基面壓力對軌道性能進行評估計算；接收所述數據處理單元傳送的數據信息，通過對軌道性能的分析制作出對軌道維修的處理方案的診斷單元。

技術領域

本發明涉及軌道安全分析控制領域，尤其涉及一種基于低頻激振條件下的軌道特性分析系統。

背景技術

隨著客運高速化和貨運重載化的發展，鐵路運輸在交通運輸體系中的地位越來越重要。而軌道結構作為鐵路運輸的基礎，在列車荷載的反復作用下，往往會出現扣件失效、軌枕吊空、路基不均勻沉降等不利缺陷。這些缺陷的存在對列車的安全運行十分不利，并極大地加快了軌道結構的疲勞損傷。

眾所周知，實際鐵路線路的幾何狀態受到眾多因素的影響，如鋼軌波浪形磨耗、傷損，軌枕間距不等、質量不一，道床和路基的剛度不均等，這些因素均存在著各種不確定性和隨機性，它們綜合作用，形成軌道隨機不平順。列車在軌道上行駛，由于軌道隨機不平順的客觀存在，各輪軌接觸力實際上為相干的隨機載荷，其也是引起機車車輛和軌道結構隨機振動的主要激勵源。對于此類移動多點相干隨機荷載作用下的振動問題，傳統隨機振動理論需要對每一頻率點進行動剛度矩陣求逆等運算，計算量龐大，計算效率也極其低下，對于少量自由度的簡單支承結構尚可進行求解，然而對于具有復雜自由度的實際工程結構求解起來卻相當困難。

軌道結構作為鐵路運輸的基礎，在上述隨機輪軌力的長期反復作用下，往往會出現扣件失效、軌枕吊空、路基不均勻沉降等不利缺陷，這些缺陷的存在對列車的安全運行十分不利，并極大地加快了軌道結構的疲勞損傷。

發明內容

根據現有技術存在的問題，本發明公開了一種基于低頻激振條件下的軌道特性分析系統：包括：

在低頻激振條件下檢測鐵路軌道的等效剛度信息和軌道參振質量信息，根據檢測到的數據信息計算鐵軌的總等效阻尼系數從而建立單自由度集總參數軌道模型的信息采集單元；

接收所述信息采集單元傳送的數據信息對軌道振動過程中枕上和枕下壓力的進行求解的數據處理單元；所述數據處理單元計算軌道的道床的位移、加速度響應和路基面壓力對軌道性能進行評估計算；

接收所述數據處理單元傳送的數據信息，通過對軌道性能的分析制作出對軌道維修的處理方案的診斷單元。

所述數據處理單元結合無阻尼連續支承三層疊合梁軌道模型，建立軌道路基耦合動力分析模型，對移動簡諧點荷載下軌道路基的動力響應進分析從而計算軌道的路基面壓力值。

所述診斷單元內存儲有標準狀態下鐵路的道床的位移、加速度響應以及路基面壓力信息的范圍值，所述診斷單元根據數據處理單元傳送的數據值進行診斷和數值對照做出評價分析報告，輸出對該軌道的整修方案。

所述信息采集單元包括多種對鐵路的路面性能參數進行檢測的激光傳感器。

由于采用了上述技術方案，本發明提供的基于低頻激振條件下的軌道特性分析系統，采用采用單自由度、兩自由度或者三自由度集總參數模型求解鋼軌和軌枕發生同相振動時位移和加速度以及軌枕與道床間的動壓力大大簡化了計算步驟，有效地解決了上述問題，實現了結構隨機振動的精確高效計算。

附圖說明

為了更清楚地說明本申請實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本申請中記載的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。