[发明专利]一种基于钢轨横向振动特性检测轨下等效支承刚度的方法

权利要求书

1.一种基于钢轨横向振动特性检测轨下等效支承刚度的方法，其特征在于所述方法包括以下步骤：测量所述钢轨的特性参数；确定所述钢轨的横向四阶共振频率与轨下等效支承刚度之间的关系函数；测量所述钢轨的横向四阶共振频率；根据所述关系函数以及测量获得的所述横向四阶共振频率确定轨下等效支承刚度；测量所述钢轨的横向四阶共振频率包括以下步骤：在所述钢轨上安装加速度传感器；使用力锤沿所述钢轨的横向敲击所述钢轨；在敲击的过程中使用力传感器测量所述力锤向所述钢轨施加的横向时域激励f(t)，同时使用所述加速度传感器测量所述钢轨的横向时域响应x(t)；根据横向时域激励f(t)以及横向时域响应x(t)计算所述钢轨对于横向时域激励f(t)的频响函数H(w)；根据频响函数H(w)计算所述钢轨的横向四阶共振频率。

2.根据权利要求1所述的一种基于钢轨横向振动特性检测轨下等效支承刚度的方法，其特征在于所述钢轨的特性参数包括钢轨类型、轨枕间距以及钢轨温度。

3.根据权利要求1所述的一种基于钢轨横向振动特性检测轨下等效支承刚度的方法，其特征在于所述钢轨为无缝线路钢轨。

4.根据权利要求1所述的一种基于钢轨横向振动特性检测轨下等效支承刚度的方法，其特征在于所述加速度传感器的安装位置在所述钢轨的底部且位于两个相邻轨枕之间的中点；所述加速度传感器的测量方向为所述钢轨的横向；所述钢轨的横向指的是与所述钢轨的轨腰垂直的方向。

5.根据权利要求1所述的一种基于钢轨横向振动特性检测轨下等效支承刚度的方法，其特征在于所述力传感器设置在所述力锤的内部。

6.根据权利要求1所述的一种基于钢轨横向振动特性检测轨下等效支承刚度的方法，其特征在于计算频响函数H(w)具体包括以下步骤：计算横向时域激励f(t)的自相关函数R_ff(τ)；计算横向时域激励f(t)与横向时域响应x(t)的互相关函数R_fx(τ)；对自相关函数R_ff(τ)做傅里叶变换，得到横向时域激励f(t)的自功率谱S_ff(w)；对互相关函数R_fx(τ)做傅里叶变换，得到横向时域激励f(t)与横向时域响应x(t)的互功率谱S_fx(w)；计算所述钢轨的频响函数H(w)，频响函数H(w)的计算公式如下所示：

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7.根据权利要求1所述的一种基于钢轨横向振动特性检测轨下等效支承刚度的方法，其特征在于计算所述钢轨的横向四阶共振频率包括以下步骤：根据频响函数H(w)绘制所述钢轨的频响函数曲线；在频响函数曲线中确定第四阶共振频率，并将其作为所述钢轨的横向四阶共振频率。

8.根据权利要求2所述的一种基于钢轨横向振动特性检测轨下等效支承刚度的方法，其特征在于当所述钢轨类型为60kg/m，所述轨枕间距为0.6m时，所述关系函数为形如f=A*N+B的一次函数，其中：f为所述钢轨的横向四阶共振频率；A为一次项系数；N为轨下等效支承刚度的变化倍数，轨下等效支承刚度初始值为43.75MPa；B为常数项系数；在确定所述关系函数的过程中，将测量得到的所述钢轨温度减去所述钢轨的锁定温度得到温度变化量，将温度变化量代入下表，从而确定所述关系函数的一次项系数A和常数项系数B：

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