[发明专利]一种辙叉动态受力分析方法

说明书

本发明公开了一种辙叉动态受力分析方法，在辙叉区采集实车过车时的传感器动态数据，数据内容包括应变和加速度，测点之间的位置关系，而后利用一种方法将时域信号分解到若干部分，而后进行Hilbert‑Huang(HHT)变换，将时域信号转换到时频域，并求出时间、瞬态频率和瞬态能量之间的关系。瞬态频率对应各部件的固有频率，可借此分析每个频段的瞬态能量，分析各部件应用状态。本发明瞬时能量大小可用于判断参振部件的使用状态，通过多个工况比对，可用以指导养护维修；瞬时能量最大值位置，可用以评判是否薄弱位置承受的瞬态能量是否合理，是否瞬态能量过大；采用希尔伯特‑黄变换方法，可将信号分解到若干频段内，分解频段个数，不受限。

技术领域

本发明涉及铁路道岔领域，特别是涉及一种辙叉动态受力分析方法。

背景技术

随着近几年国内高速道岔建设的飞速发展，动力性能检测技术已经比较成熟，各条新高铁线路开通前的联调联试工作，即通过采集轮轨垂向力、横向力和轨道结构变形、振动，实现对轨道结构动力性能的评判。但是采用传统的剪应力法，无法获得固定型辙叉有害空间内、非标准廓形轨件的轮轨垂向力P和轮轨横向力Q。目前该区域的测试和分析焦点集中在静力学轮轨接触分析上，动力学性能也多集中于仿真分析、动力学检测领域属于空白。

已知的辙叉动态受力情况采集的方式，利用机车车辆上布设的传感器，由车上数据反馈辙叉性能。这个方法可将辙叉区作为整个参振部件进行分析，但是辙叉区，车轮下的轨道系统很复杂，离散性很大。难以对轨道各个部件的使用情况逐个分析。

公开号为CN107765610A的文件公开了一种基于GPRS铁路道岔服役状态远程监测系统及其监测方法，所述监测系统至少包括现场采集模块、GPRS信号传输模块以及上位机，所述现场采集模块分别布置在铁路道岔的转辙区和辙叉区，所述现场采集模块分别通过GPRS信号传输模块连接上位机，布置在所述转辙区和所述辙叉区的所述现场采集模块同步采集单次列车通过时道岔结构的应变信息和加速度信息并将信息通过所述GPRS信号传输模块无线传输至所述上位机。本发明的优点是：达到了对铁路道岔服役状态现场监测与评估预警的功能，数据采集更加高效、更加准确；提升了铁路工务设备信息化管理水平和养护维修科学决策水平。

上述专利均未对采集到的加速度信号进行深入细致分析，没有阐述分析加速度信号怎么与具体工况工作状态实际结合起来。故现需一种辙叉动态受力分析方法解决上述问题。

发明内容

本发明是为了解决现有技术中已知的辙叉动态受力情况采集的方式，利用机车车辆上布设的传感器，由车上数据反馈辙叉性能。这个方法可将辙叉区作为整个参振部件进行分析，但是辙叉区，车轮下的轨道系统很复杂，离散性很大。难以对轨道各个部件的使用情况逐个分析的问题，本发明提供了一种辙叉动态受力分析方法，通过在辙叉区采集实车过车时的传感器动态数据，数据内容包括应变和加速度，测点之间的位置关系，而后利用一种方法将时域信号分解到若干部分，而后进行Hilbert-Huang(HHT)变换，将时域信号转换到时频域，并求出时间、瞬态频率和瞬态能量之间的关系。瞬态频率对应各部件的固有频率，可借此分析每个频段的瞬态能量，分析各部件应用状态的方法，解决了现有技术的问题。

本发明提供了一种辙叉动态受力分析方法，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，应变传感器和加速度传感器检测轮轨力和加速度，并进行步骤S5；对加速度传感器和应变传感器设置采样频率，以采样频率为周期采集实车通过辙叉区时加速度传感器和应变传感器的时域波形数据，并进行步骤S3；

S3、对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；