[發(fā)明專利]一種復現列車車輪多邊形化的模擬方法及設備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810161806.7
• 申請日: 2018-02-26
• 公開（公告）號: CN108414254B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發(fā)明（設計）人: 謝季佳;孫成奇;姜萍
• 申請（專利權）人: 中國科學院力學研究所
• 主分類號: G01M17/10
• 分類號: G01M17/10
• 代理公司: 北京和信華成知識產權代理事務所(普通合伙) 11390
• 代理人: 胡劍輝

1.一種基于模擬設備復現列車車輪多邊形化的模擬方法，其特征在于，包括：

根據待模擬的列車速度和列車車輪直徑，確定模擬輪軸的轉速；

根據待模擬的列車的車軸的軸重確定模擬車軸輪的靜載，以及向模擬車軸施加所述靜載；

將模擬軌輪軸按照設定的轉速波動幅值以及模擬車輪軸轉動頻率的倍頻數進行高頻轉速波動，確定模擬車輪的空間角度；

根據所述空間角度，控制液壓剎車鉗保證模擬軌輪軸的轉速波形相位由模擬車輪的轉動相位來控制；

記錄模擬車輪和模擬軌輪的轉動圈數、扭矩、轉速以及側向負載的波形；

設定時間段后，對所述模擬車輪周圍的磨損量進行幾何尺寸測量，確定車輪多變性化的特征；

其中，所述模擬設備包括：液壓做動缸(1)、力傳感器(2)、承力框架(3)、上軸承座(4)、光電傳感器(5)、牽引電機(6)、聯軸器(7)、模擬車輪軸(8)、模擬車輪軸扭矩傳感器(9)、模擬車輪(10)、模擬車輪軸轉速傳感器(11)、模擬軌輪(13)、模擬軌輪軸轉速傳感器(12)、模擬軌輪軸扭矩傳感器(14)、剎車盤(15)、模擬軌輪軸(16)、液壓剎車鉗(18)和下軸承座(19)、數據采集與控制器(17)和液壓油源(20)；

所述液壓做動缸(1)設置于所述承力框架(3)上，所述液壓做動缸(1)的一端設置有所述力傳感器(2)；所述牽引電機(6)通過所述聯軸器(7)與所述模擬車輪軸(8)連接，在所述模擬車輪軸(8)上設置有模擬車輪(10)以及所述模擬車輪軸(8)設置于所述上軸承座(4)上，在所述模擬車輪軸(8)上還設置有所述模擬車輪軸扭矩傳感器(9)，以及所述模擬車輪(10)與所述模擬軌輪(13)的輪緣相互接觸，且所述模擬車輪(10)的輪軸與所述模擬軌輪(13)的輪軸平行；

所述下軸承座(19)設置于所述承力框架(3)的底部，在所述下軸承座(19)上還設置有所述模擬軌輪軸(16)，在所述模擬軌輪軸(16)依次設置有所述模擬軌輪軸轉速傳感器(12)、所述模擬軌輪(13)、所述模擬軌輪軸扭矩傳感器(14)和所述剎車盤(15)；

與所述剎車盤(15)對應設置有液壓剎車鉗(18)；

所述液壓做動缸(1)設置于所述承力框架(3)上，所述液壓做動缸(1)的一端設置有所述力傳感器(2)，在所述模擬車輪軸(8)上設置有模擬車輪(10)以及所述模擬車輪軸(8)設置于所述上軸承座(4)上，在所述模擬車輪軸(8)上設置有所述模擬車輪軸扭矩傳感器(9)，以及在所述模擬車輪軸(8)上還設置有所述剎車盤(15)，與對應設置有液壓剎車鉗(18)；

所述下軸承座(19)設置于所述承力框架(3)的底部，在所述下軸承座(19)上還設置有所述模擬軌輪軸(16)，在所述模擬軌輪軸(16)依次設置有所述模擬軌輪軸轉速傳感器(12)、所述模擬軌輪(13)、所述模擬軌輪軸扭矩傳感器(14)，在所述模擬軌輪軸(16)的一端與所述聯軸器(7)連接，所述聯軸器(7)與所述牽引電機(6)連接。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述根據待模擬的列車速度和列車車輪直徑，確定模擬輪軸的轉速，包括：

根據待模擬的列車速度V和列車車輪直徑D，確定列車輪軌的接觸頻度f₁，

將列車輪軌的接觸頻度f₁確定為模擬輪軸的轉速；

其中，所述接觸頻度f₁由以下公式確定：

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

設定模擬車輪復現的多邊形邊數為N，設定的轉速波動幅值以及模擬車輪軸轉動頻率的倍頻數；

其中，N和i為整數，且1≤i≤N-1，除i＝1和i＝N-1之外，N不能被i和N-i整除。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

控制模擬輪對接觸位置在測試過程中的環(huán)境因素；

其中，所述環(huán)境因素至少包括以下之一：溫度、濕度和粉塵。

5.根據權利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述方法還包括：

以設定的載荷幅值和模擬車輪軸的穩(wěn)定轉動頻率f2的倍頻數在模擬車軸的靜載F₀基礎上開始對輪對施加高頻循環(huán)加載。