[发明专利]一种辙叉动态受力分析方法

权利要求书

1.一种辙叉动态受力分析方法，其特征在于：包括以下步骤：

S1、在辙叉区选取标准断面处选取若干节点，在辙叉区有害空间处的非标准断面处选取若干节点；

S2、在标准断面处节点上设置应变传感器和加速度传感器，在非标准断面处设置加速度传感器，并记录传感器之间的距离，所述应变传感器和所述加速度传感器检测轮轨力和加速度，并进行步骤S5；对所述加速度传感器和所述应变传感器设置采样频率，以所述采样频率为周期采集实车通过所述辙叉区时所述加速度传感器和所述应变传感器的时域波形数据，并进行步骤S3；

S3、对所述时域波形数据进行时域分析和频域分析，得到列车速度、冲击发生时间以及时间t、瞬态能量E与瞬时频率f的关系；

S4、确定轨道中各部件的固有振动频率F，根据所述固有振动频率F与所述瞬时频率f的对应获得加速度信号的时频域数据中各个频段瞬态能量E所对应的辙叉结构部件，并进行步骤S6；

S5、通过两所述应变传感器的时间信息，计算同一车轮通过上述两个传感器所需时间，结合根据两个应变传感器之间的距离，计算实车速度，并进行步骤S6；

S6、根据实车速度、瞬态能量最大值发生时刻,获得瞬态能量最大值发生位置；

S7、根据各结构部件的瞬态能量E评价此结构部件承受冲击荷载的强度；

根据对比各结构部件瞬态能量E的变化量，判断使用条件恶劣程度和是否需要维修；

根据瞬态能量E的大小和最大值发生位置，判断是否薄弱位置承受的瞬态能量E最大，进一步，判断是否因结构设计不合理造成这种情况。

2.根据权利要求1所述的一种辙叉动态受力分析方法，其特征在于：步骤S2所述的采集实车通过所述辙叉区时所述加速度传感器和所述应变传感器的时域波形数据具体方法如下：

对应变测点的波形数据进行时域分析，得到冲击下应变的峰值对应时刻；

根据加速度测点与应变测点之间的距离，求每一个车轮大致通过该加速度测点的时刻；

以所述加速度测点的时刻为中心，取时长为T的所述加速度测点数据，得到各个车轮通过加速度测点的冲击时域波形数据a；

对所述冲击时域波形数据a进行VMD变分模态分解，得到冲击时域的离散数量的子信号数据，对所述冲击时域的离散数量的子信号数据进行希尔伯特-黄变换，将所述冲击时域的离散数量的子信号数据转换至时频域，得到加速度波形数据a的在时间t、各个瞬时频率f、瞬时能量E的对应关系。

3.根据权利要求1所述的一种辙叉动态受力分析方法，其特征在于：步骤S3具体包括：

S31、通过现场试验求出或根据理论模态分析得到轨道各部件的固有振动频率F；

S32、通过结构部件的所述固有振动频率F与所述瞬时频率f的对应，判断加速度波形数据a的各个瞬时频率f所对应的结构部件；

S33、根据各结构部件对应的瞬时频率f，获得所述结构部件的瞬态能量E。

4.根据权利要求1所述的一种辙叉动态受力分析方法，其特征在于：设置于所述非标准断面处设置加速度传感器包括单向加速度传感器和三向加速度传感器。

5.根据权利要求1所述的一种辙叉动态受力分析方法，其特征在于：所述步骤S7具体为：

以现场实测所选标准断面处轮轨力及瞬态能量作为参考基准，根据各结构部件的瞬态能量E，评价此结构部件承受冲击荷载的强度；

计算各结构部件瞬态能量E的变化量，与历史数据E’的差值△E，将△E的理论最小值到理论最大值进行若干分段，并选取最大值和最小值之间的一阈值E_TH，根据△E所处值段判断使用条件恶劣程度，根据△E与E_TH的大小关系判断是否需要维修；

根据瞬态能量E的大小和最大值发生位置，与辙叉最薄弱的部件位置对比，判断两位置信息是否重合，是则，结合辙叉整体信息判断结构设计是否不合理，否则，输出瞬态能量E的大小和发生位置关系的结果。