[发明专利]基于转向架振动疲劳的钢轨波磨维护限值定义方法

权利要求书

1.基于转向架振动疲劳的钢轨波磨维护限值定义方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一，采集轴箱振动加速度、钢轨波磨幅值，根据welch方法，取设定的窗口长度，采用haimming窗，数据按照窗口的长度进行分段，数据分段重叠点数取50％，计算转向架轴箱加速度功率谱密度；同理，根据钢轨波磨幅值得到钢轨波磨幅值功率谱密度；

步骤二，以钢轨波磨幅值功率谱密度为输入，轴箱振动加速度功率谱密度为输出，得到轨道、车轮、轴箱组成的轮轨系统的系统传递函数；

步骤三，根据设定的轴箱加速度功率谱密度，通过系统传递函数得到钢轨波磨幅值的功率谱密度；

步骤四，根据钢轨波磨幅值的功率谱密度，得到波磨幅值，所述的波磨幅值为钢轨波磨的打磨限值；

所述的以钢轨波磨幅值功率谱密度为输入，转向架轴箱振动加速度功率谱密度为输出，得到轨道、车轮、轴箱组成的轮轨系统的系统传递函数，包括如下过程：

将车轮、轴箱、轨道组成轮轨系统，以钢轨波磨不平顺为输入，轴箱振动加速度为输出，根据钢轨波磨信号x(t)和轴箱振动加速度y(t)时域信号，通过自功率谱求解函数，分别求得钢轨波磨的自功率谱Pxx(f)，以及轴箱振动加速度自功率谱Pyy(f)，根据传递函数计算公式得传递函数为：

|H(f)|²＝Pyy(f)/Pxx(f)

再根据自功率谱除以频率分辨率df得到功率谱，即可得：

|H(f)|²＝(Pyy(f)/df)/(Pxx(f)/df)＝P(f)/R(f)

其中的P(f)为轴箱振动加速度功率谱密度，R(f)为钢轨波磨功率谱密度；

所述的根据钢轨波磨幅值的功率谱密度，得到波磨幅值，包括如下过程：

功率谱密度和时间序列关系式为：

其中：N为采样点总数；S_x(k)为离散化的功率谱密度；D(x_s)为对时间序列x_s取离散傅里叶变换；X(k)为时间序列x_s的频谱；X^*(k)为X(k)的共轭；

若已知功率谱密度，则反推傅里叶频谱值，通过对复序列X(k)进行傅里叶逆变换，得到时域信号：

ξ(k)＝exp(iφ_k)

其中t为模拟时间；ξ(k)为独立相位序列，各分量均值为0；φ_k服从0～2π均匀分布。