[發(fā)明專利]利用運行列車為激勵的鋼軌振動衰減率的測試方法

有效

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• 申請日: 2017-04-17
• 公開（公告）號: CN107192763B
• 公開（公告）日: 2019-06-28
• 發(fā)明（設計）人: 劉衛(wèi)豐;劉維寧;馬蒙;孫曉靜;陳嘉梁
• 申請（專利權）人: 北京交通大學
• 主分類號: G01N29/11
• 分類號: G01N29/11
• 代理公司: 北京市商泰律師事務所 11255
• 代理人: 黃曉軍

本發(fā)明實施例提供了一種利用運行列車為激勵的鋼軌振動衰減率的測試方法。該方法主要包括：在測試區(qū)段的鋼軌上設置測點，在測點上布置加速度傳感器和位移傳感器，在測點旁布置數據采集儀；當列車經過鋼軌時，采集和記錄測點處的鋼軌振動加速度及鋼軌振動位移數據；根據采集的數據計算三分之一倍頻程鋼軌振動加速度有效值，根據所述三分之一倍頻程鋼軌振動加速度有效值和軌枕間距計算鋼軌振動衰減率。本發(fā)明實施例提供的方法操作簡單，不需要對鋼軌進行多點錘擊測試，可一次完成多段鋼軌的振動衰減率測試，測試所需的工作量少，測試時間短，測試效率高，測試結果可靠性高。

技術領域

本發(fā)明涉及鋼軌振動測試技術領域，尤其涉及一種利用運行列車為激勵的鋼軌振動衰減率的測試方法。

背景技術

鋼軌振動衰減率DR(Decay Rate)是指振動沿鋼軌縱向傳遞的變化率。鋼軌振動衰減率以dB/m為單位，在三分之一倍頻程上描述振動在鋼軌中的衰減特性。鋼軌振動衰減率是軌道本身的固有動力特性，是用于評估軌道阻尼大小以及列車運行引起的輪軌噪聲大小的基本參數。

目前，鋼軌振動衰減率測試及數據處理通常按照下面的歐洲規(guī)范進行：BS EN15461:2008+A1:2010“Railway applications—Noise emission—Characterization ofthe dynamic Properties of track selections for pass by noise measurements.”。根據規(guī)范BS EN 15461:2008+A1:2010，采用錘擊法測試鋼軌振動衰減率。具體地，在鋼軌上設置測點和大量的錘擊點，同時布置振動加速度傳感器和數據采集儀，如圖1所示。圖1中，除了c點為測點，其余箭頭所指示的點全部為錘擊點。具體測試時，采用力錘對每個錘擊點進行錘擊，數據采集儀采集并記錄每次錘擊的錘擊力和測點處的振動加速度數據，根據錘擊力和振動加速度數據計算每次錘擊時測點處的三分之一倍頻程頻響函數，根據該函數以及各個錘擊點到測點的距離計算鋼軌振動衰減率。

然而，上述通過錘擊法測試鋼軌振動衰減率的方法存在以下問題：

(1)測試復雜，測試所需時間較長。因為錘擊點較多，而每個錘擊點的位置都需要精確標定，所以錘擊之前的準備工作耗時較長；錘擊點位置標定完畢后，需要對每個錘擊點進行錘擊激勵，每個錘擊點至少需要激勵5-10次，所以總的錘擊時間也較長。此外，在測試期間，不能進行列車運營，尤其是地鐵列車，需要在地鐵停運的天窗時間(一般為凌晨1點至4點)內進行測試，客觀上限制了測試時間，故鋼軌振動衰減率的測試時間緊張，有時甚至無法保證測試的效果。

(2)錘擊激勵時，鋼軌背景振動對振動加速度傳感器采集的錘擊振動干擾較大。因為鋼軌振動衰減率要求的采樣頻率很高，通常會在10000Hz以上，這就要求測試所用的激勵力錘必須質量小且精度高，而這樣的力錘激勵出的振動響應幅值較小，所以鋼軌本身的背景振動對錘擊激勵出的振動會有較大的干擾，這就導致較多錘擊激勵出的振動數據無法使用，這造成了鋼軌振動衰減率測試很難一次成功，經常要重復測試多次，才能得到較為滿意的結果。

(3)通常情況下，一段鋼軌需要選擇多個測試區(qū)段，分別測試每個區(qū)段的鋼軌振動衰減率，多次測試的結果可以互相驗證，也可以求多次結果的平均值，避免測試結果的離散化。但是，測試每個區(qū)段的鋼軌振動衰減率時都需要布置測點、標定錘擊點、對每個錘擊點進行錘擊測試，所以工作量非常大，需要耗費大量的人力、物力，通常無法一次完成多段鋼軌的振動衰減率測試。

發(fā)明內容

本發(fā)明的實施例提供了一種利用運行列車為激勵的鋼軌振動衰減率的測試方法，可有效地測量鋼軌振動衰減率。

為了實現上述目的，本發(fā)明采取了如下技術方案。

一種利用運行列車為激勵的鋼軌振動衰減率的測試方法，包括：