[發(fā)明專利]一種鐵路扣件檢測方法及裝置

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811474470.6
• 申請日: 2018-12-04
• 公開（公告）號: CN109583101A
• 公開（公告）日: 2019-04-05
• 發(fā)明（設計）人: 韋凱;王平;王紹華;趙澤明;盧俊;周昌盛;周華龍;姚力;陳罄超;林紅松;龐玲;江萬紅
• 申請（專利權）人: 西南交通大學;中鐵二院工程集團有限責任公司
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 北京超凡志成知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙) 11371
• 代理人: 李強

本發(fā)明提供一種鐵路扣件檢測方法及裝置，包括，獲取扣件系統(tǒng)中各部件組成的三維非線性有限元模型，扣件系統(tǒng)包括彈條；對三維非線性有限元模型進行靜力分析獲得分析數(shù)據(jù)；根據(jù)分析數(shù)據(jù)對三維非線性有限元模型進行模態(tài)分析，得到彈條各階振型及每階振型對應的固有頻率；在此基礎之上可以獲取鋼軌波磨數(shù)據(jù)；根據(jù)鋼軌波磨數(shù)據(jù)分析得到輪軌激振頻率；根據(jù)固有頻率和輪軌激振頻率分析彈條是否發(fā)生共振。本發(fā)明充分考慮了扣件系統(tǒng)各部件對彈條固有頻率的影響，建立扣件系統(tǒng)的原比例三維非線性有限元模型。對其進行線上分析，得到扣件系統(tǒng)在多種狀態(tài)下的固有頻率，將其與實際檢測得到的輪軌激振頻率進行對比判斷出扣件系統(tǒng)是否產(chǎn)生共振。

技術領域

本發(fā)明涉及鐵軌安全防護技術領域，具體而言，涉及一種鐵路扣件檢測方法及裝置。

背景技術

隨著地鐵、高鐵等運營時間的增長，鋼軌短波波磨問題將日漸突出，特別是在小半徑曲線線路上。鋼軌短波波磨易加劇輪軌系統(tǒng)的高頻振動響應及其輻射噪聲，嚴重時還會引發(fā)扣件彈條斷裂、飛濺撞擊車窗等問題，對行車安全構成一定的威脅。現(xiàn)有的頻率識別方法將整個扣件系統(tǒng)當作彈簧阻尼單元進行分析，但是這種方法仍然存在檢測不全面的問題，在安全事故的預防上還是存在疏漏之處。

發(fā)明內容

為了克服上述現(xiàn)有技術中的不足，本發(fā)明提供一種鐵路扣件檢測方法及裝置，以解決上述問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實施例所提供的技術方案如下所示：

本發(fā)明實施例提供一種鐵路扣件檢測方法，包括：獲取扣件系統(tǒng)中各部件組成的三維非線性有限元模型，所述扣件系統(tǒng)包括彈條；對所述三維非線性有限元模型進行靜力分析獲得分析數(shù)據(jù)；根據(jù)所述分析數(shù)據(jù)對所述三維非線性有限元模型進行模態(tài)分析，得到所述彈條各階振型及每階振型對應的固有頻率。

可選地，所述方法還包括：獲取鋼軌波磨數(shù)據(jù)；根據(jù)所述鋼軌波磨數(shù)據(jù)分析得到輪軌激振頻率；根據(jù)所述固有頻率和所述輪軌激振頻率分析所述彈條是否發(fā)生共振。

可選地，所述獲取扣件系統(tǒng)中各部件組成的三維非線性有限元模型之前，還包括：根據(jù)所述扣件系統(tǒng)中各部件的幾何屬性建立對應的原比例三維實體模型，所述幾何屬性包括截面積、慣性矩、截面系數(shù)；根據(jù)所述三維實體模型建立所述扣件系統(tǒng)裝配狀態(tài)下的三維非線性有限元模型。

可選地，所述對所述三維非線性有限元模型進行靜力分析獲得分析數(shù)據(jù)的步驟，包括：獲取所述三維非線性有限元模型中各部件的物理屬性和靜力分析的第一分析參數(shù)，所述物理屬性包括扣件系統(tǒng)中各部件的彈性模量、泊松比、材料密度，所述第一分析參數(shù)包括靜態(tài)分析的載荷、應變類型、模塊分析類型、約束類型；根據(jù)所述物理屬性和所述第一分析參數(shù)分析所述三維非線性有限元模型中所述彈條的變化數(shù)據(jù)，所述變化數(shù)據(jù)包括所述彈條的位移變化數(shù)據(jù)和應力變化數(shù)據(jù)。

可選地，所述對所述三維非線性有限元模型進行靜力分析獲得分析數(shù)據(jù)，還包括：根據(jù)所述變化數(shù)據(jù)得到所述彈條的位移圖和應力圖。

可選地，所述獲取所述三維非線性有限元模型中各部件的物理屬性和靜力分析的第一分析參數(shù)的步驟之前，還包括：獲取所述扣件系統(tǒng)中各部件的相互作用關系；根據(jù)所述相互作用關系配置所述扣件系統(tǒng)各部件之間的接觸關系。

可選地，所述根據(jù)所述分析數(shù)據(jù)對所述三維非線性有限元模型進行模態(tài)分析，得到所述彈條的各階振型及每階振型對應的固有頻率的步驟，包括：根據(jù)所述靜力分析獲得的所述分析數(shù)據(jù)設置多個載荷步；根據(jù)所述載荷步進行模態(tài)分析獲得彈條的各階振型及各階振型對應的固有頻率；所述載荷步包括載荷值和執(zhí)行所述載荷步的時間值。

可選地，所述根據(jù)所述鋼軌波磨數(shù)據(jù)分析得到所述輪軌激振頻率的步驟，包括：對所述鋼軌波磨數(shù)據(jù)進行分析得到鋼軌波磨的主波長范圍；根據(jù)所述主波長范圍分析得到所述鋼軌波磨所導致的輪軌激振頻率的范圍。

可選地，所述根據(jù)所述主波長范圍計算鋼軌波磨所導致的輪軌激振頻率的范圍的步驟通過以下方式實現(xiàn)：