[發明專利]一種環道加速加載試驗裝置輪軌力實時監測方法

有效

• 申請號: 202011469492.0
• 申請日: 2020-12-14
• 公開（公告）號: CN112665882B
• 公開（公告）日: 2022-09-16
• 發明（設計）人: 孫鳳艷;黃瀟輝;葉周景;楊海露;苗英豪;汪林兵
• 申請（專利權）人: 北京科技大學
• 主分類號: G01M17/08
• 分類號: G01M17/08
• 代理公司: 北京市廣友專利事務所有限責任公司 11237
• 代理人: 張仲波;付忠林

本發明公開了一種環道加速加載試驗裝置輪軌力實時監測方法，包括：通過有限元分析獲取待測軌道不同位置受輪對作用的應變敏感點及應變敏感點的應變與作用力的對應關系；在各應變敏感點處分別設置應變片測量系統；基于輪軌原始應變與橫向力和縱向力間的關系，對有限元模型進行修正；獲取各應變片測量系統測量的不同工況下裝置經過待測軌道時記錄的輪軌測量應變，計算裝置通過待測軌道時向待測軌道施加的輪軌道橫向力和縱向力；根據裝置結構強度要求設置各應變片測量系統的應變閥值并將實時監測信號接入裝置控制系統，實現實時監測與報警功能。本發明能夠針對不同軌道類型實現輪軌力實時監測，且應變片組橋方式方便，適用于不同采集設備，通用性強。

技術領域

本發明涉及加速加載裝置監測方法技術領域，特別涉及一種環道加速加載試驗裝置輪軌力實時監測方法。

背景技術

環道加速加載裝置在通過加載車來模擬真實軸載在足尺試驗路段測試路面材料和路面結構性能方面具有廣泛的運用前景。但由于其是近年來新發展的裝置，學界對裝置運行過程及對裝置本身性能研究較少。亟待對裝置的各項性能展開研究。其中，裝置試驗道兩側鋼制軌道與加載系統輪對的接觸是使加速加載系統在規定路線上行駛的重要保證。輪軌力的測量對于裝置動力學、輪軌接觸理論研究和裝置的健康監測都具有十分重要的意義。因此對裝置輪軌力進行測量是保證環道加速加載裝置穩定運行的重要手段。

目前對輪軌力的測試主要包括車載測試和地面測試。車載測試通常基于特制的測力輪對完成，能夠達到較高的測量精度，但其測試成本較高，且由于環道加速加載試驗裝置難以安裝專用的測力輪對，因此其無法適用于環道加速加載試驗裝置輪軌力監測。地面測試一般通過在鐵軌上粘貼電阻式應變片，利用應變橋路計算動態輪軌力，被廣泛運用于各類軌道車輛動力學試驗中，并形成了相關標準。但對于環道加速加載試驗裝置而言，輪對形狀、受力方向、接觸方式均與軌道車輛的常見輪對不同，且輪跡經過的范圍較寬，軌道中空，因此現有輪軌力測量標準無法運用于環道加速加載試驗裝置的輪軌力測量中。

綜上，亟需結合環道加速加載試驗裝置輪軌特點提出一種新的用于環道加速加載試驗裝置的輪軌力實時監測方法。

發明內容

本發明提供了一種環道加速加載試驗裝置輪軌力實時監測方法，以實現環道加速加載裝置輪軌力的測量，為裝置的安全、平穩運行提供可靠保障。

為解決上述技術問題，本發明提供了如下技術方案：

一種環道加速加載試驗裝置輪軌力實時監測方法，該方法包括：

基于有限元模型，獲取待監測的環道加速加載試驗裝置軌道的不同位置受輪對作用的應變敏感點，以及各應變敏感點的應變與作用力的對應關系；

在各應變敏感點處分別設置應變片測量系統；

獲取各應變片測量系統測量的輪軌原始應變分別與橫向力和縱向力間的關系，基于輪軌原始應變與橫向力及縱向力間的關系，對有限元模型進行修正；

獲取各應變片測量系統測量的不同工況下環道加速加載試驗裝置經過所述待監測的環道加速加載試驗裝置軌道時所記錄的輪軌測量應變；

基于修正后的有限元模型，根據所述輪軌測量應變及應變與作用力的對應關系，計算環道加速加載試驗裝置在通過待監測的環道加速加載試驗裝置軌道時向所述待監測的環道加速加載試驗裝置軌道施加的輪軌道橫向力和縱向力；

根據環道加速加載試驗裝置的結構強度要求，設置各應變片測量系統的應變閥值，并將實時監測信號接入裝置控制系統中，實現實時監測與報警功能。

進一步地，基于有限元模型，獲取待監測的環道加速加載試驗裝置軌道的不同位置的應變敏感點，以及各應變敏感點的應變與作用力變化的對應關系，包括：