[發明專利]基于P2力振動的軌道剛度時頻測量方法

有效

• 申請號: 202110324642.7
• 申請日: 2021-03-26
• 公開（公告）號: CN113124998B
• 公開（公告）日: 2022-09-20
• 發明（設計）人: 姚力;李忠繼;謝毅;林紅松;楊吉忠;龐玲;江萬紅;陳志賢;蘇楷通;盧野;王育恒;蘇乾坤
• 申請（專利權）人: 中鐵二院工程集團有限責任公司
• 主分類號: G01H13/00
• 分類號: G01H13/00;G01H17/00
• 代理公司: 四川力久律師事務所 51221
• 代理人: 林秋雅

1.一種基于P2力振動的軌道剛度時頻測量方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一：通過安裝在車輛上的加速度傳感器采集軸箱的垂向加速度a_cc(t)；通過安裝在車輛上的速度檢測裝置獲取行駛速度v(t)，t為時間；

步驟二：根據所述垂向加速度a_cc(t)，采用Hilbert-Huang變換方法進行時頻分析，擬合得到系統共振頻率f_p2(t)；根據所述行駛速度v(t)得到行駛里程s(t)；根據所述系統共振頻率f_p2(t)和所述行駛里程s(t)，得到系統共振頻率基于行駛里程的曲線圖f_p2(s)；

步驟三：根據所述曲線圖f_p2(s)，繪制軌道剛度基于行駛里程的曲線圖k_p2(s)，其中：k_p2(t)＝f_p2(t)²(M_w+M_a+ma)-k₁，

式中，k_p2(t)為軌道剛度，M_w為輪對質量，M_a為軸箱質量，m為鋼軌每延米質量，a為質量系數，k₁為一系彈簧剛度；

所述步驟二采用Hilbert-Huang變換方法進行時頻分析包括：

使用經驗模態分解方法將所述垂向加速度a_cc(t)分解成具有單分量特性的固有模態函數，然后進行Hilbert變換，得到所述垂向加速度a_cc(t)的解析形式，將各個所述固有模態函數的時頻譜疊加成為所述垂向加速度a_cc(t)的時間-頻率-能量分布a_cc(f，t)，f為頻率；

基于已知的系統共振頻率f₀，在所述垂向加速度a_cc(t)的時間-頻率-能量分布a_cc(f，t)上劃出頻率帶，所述頻率帶的最小值為f₀-Δf，最大值為f₀+Δf，Δf為給定的頻率范圍，所述已知的系統共振頻率式中，k₀為已知的軌道剛度，

在所述頻率帶中，垂向加速度能量記為a_cc(f₀±Δf，t)，以Δt為時間間隔，識別并提取n×Δt時刻下，n為正整數，所述垂向加速度能量a_cc(f₀±Δf，t)達到最大值a_ccmax(f₀±Δf，t)時，對應的頻率f_max(n×Δt)；

根據所述頻率f_max(n×Δt)和時間n×Δt的對應關系，繪制頻率f(n×Δt)基于時間n×Δt的散點圖；根據所述散點圖，擬合出系統共振頻率f_p2(t)。

2.根據權利要求1所述的基于P2力振動的軌道剛度時頻測量方法，其特征在于，所述擬合出系統共振頻率f_p2(t)的方法包括最小二乘法擬合、多項式擬合和正交多項式擬合。

3.根據權利要求1-2任一所述的基于P2力振動的軌道剛度時頻測量方法，其特征在于，所述加速度傳感器設置在所述軸箱的軸箱蓋的外側。

4.根據權利要求1-2任一所述的基于P2力振動的軌道剛度時頻測量方法，其特征在于，所述加速度傳感器連接數據采集裝置，所述數據采集裝置將所述垂向加速度a_cc(t)數據輸送給計算設備，所述速度檢測裝置將所述行駛速度v(t)數據輸送給計算設備，所述計算設備進行數據處理計算。