無砟軌道以其穩(wěn)定性高、剛度均勻性好、結(jié)構(gòu)耐久性強(qiáng)、維修量少等優(yōu)點(diǎn)在我國高速鐵路中得到了廣泛的應(yīng)用。作為板式無砟軌道的重要組成部分,水泥瀝青砂漿(Cement Asphalt Mortar,簡稱CA砂漿)層起到彈性調(diào)整作用,其狀態(tài)性能直接影響無砟軌道使用的耐久性和維修工作量。由于無砟軌道長期受列車沖擊和環(huán)境溫度等因素影響,CA砂漿層難以避免會(huì)出現(xiàn)破損、脫空等病害,嚴(yán)重時(shí)會(huì)顯著增加車輛和軌道之間的動(dòng)態(tài)作用力,影響車輛運(yùn)行的舒適度與安全性。目前尚缺少無砟軌道CA砂漿脫空的快速檢測理論與方法,因此,系統(tǒng)研究CA砂漿脫空對(duì)車輛軌道動(dòng)力學(xué)特性的影響規(guī)律,開發(fā)相應(yīng)的CA砂漿脫空檢測手段和智能感知算法,對(duì)于保證車輛運(yùn)行安全、及時(shí)制定CA砂漿維修計(jì)劃具有重要的理論價(jià)值和實(shí)踐指導(dǎo)意義。本論文以CRTS II型板式無砟軌道CA砂漿脫空為切入點(diǎn),建立了能夠仿真CA砂漿任意脫空長度的車輛-軌道-路基耦合模型,研究了 CA砂漿不同脫空工況對(duì)車輛軌道動(dòng)力學(xué)特性的影響規(guī)律,提出了基于車輛動(dòng)態(tài)響應(yīng)的無砟軌道CA砂漿脫空智能感知算法,能夠?qū)崿F(xiàn)基于運(yùn)營車輛的CA砂漿狀態(tài)巡檢。論文包括以下主要內(nèi)容:針對(duì)CA砂漿脫空和軌道不平...

【文章頁數(shù)】：140 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
致謝
中文摘要
ABSTRACT
1 緒論
    1.1 選題背景與意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 問題的提出與研究意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 無砟軌道CA砂漿研究現(xiàn)狀
        1.2.2 現(xiàn)有的CA砂漿脫空檢測技術(shù)及研究現(xiàn)狀
        1.2.3 基于車輛振動(dòng)信號(hào)的結(jié)構(gòu)損傷識(shí)別方法
    1.3 論文主要研究內(nèi)容與章節(jié)安排
2 考慮CA砂漿脫空作用下的車輛-板式軌道動(dòng)力學(xué)模型
    2.1 翟婉明車輛-板式軌道動(dòng)力學(xué)傳統(tǒng)模型
        2.1.1 車輛系統(tǒng)模型
        2.1.2 板式無砟軌道模型
        2.1.3 車輛軌道耦合關(guān)系模型
        2.1.4 矩陣形式
    2.2 車輛-板式軌道-路基耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)改進(jìn)模型
        2.2.1 CA砂漿脫空模型
        2.2.2 改進(jìn)的軌道板模型
        2.2.3 改進(jìn)的混凝土支承層模型
        2.2.4 改進(jìn)模型的矩陣形式
    2.3 軌道不平順及其數(shù)值模擬
        2.3.1 軌道不平順功率譜
        2.3.2 德國低干擾軌道譜
        2.3.3 中國無砟軌道譜
        2.3.4 軌道不平順的數(shù)值模擬
    2.4 車軌耦合動(dòng)力學(xué)方程求解
        2.4.1 數(shù)值積分方法
        2.4.2 仿真條件
    2.5 算例驗(yàn)證
    2.6 本章小結(jié)
3 CA砂漿脫空對(duì)車軌耦合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)特性的影響
    3.1 CA砂漿脫空仿真工況
    3.2 CA砂漿有無脫空的影響分析
        3.2.1 車輛動(dòng)力特性及輪軌力
        3.2.2 軌道動(dòng)力特性
        3.2.3 動(dòng)力學(xué)性能的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
    3.3 橫向沒有完全貫通工況下的CA砂漿不同橫向脫空度的影響
        3.3.1 車輛動(dòng)力特性及輪軌力
        3.3.2 軌道動(dòng)力特性
    3.4 橫向完全貫通的CA砂漿脫空工況
        3.4.1 不同縱向脫空長度的影響
        3.4.2 不同脫空位置的影響
        3.4.3 不同脫空組合的影響
    3.5 其他條件對(duì)CA砂漿脫空特征的敏感性分析
        3.5.1 列車運(yùn)行速度的影響
        3.5.2 軌道不平順的影響
    3.6 本章小結(jié)
4 基于車輛動(dòng)態(tài)響應(yīng)時(shí)頻混合特征的CA砂漿脫空識(shí)別算法
    4.1 CA砂漿脫空車載式檢測方法
    4.2 CA砂漿脫空信號(hào)的特征提取
        4.2.1 時(shí)域特征
        4.2.2 功率譜密度
        4.2.3 小波包能量
        4.2.4 高階譜
    4.3 基于PSO-SVM的CA砂漿脫空識(shí)別算法
        4.3.1 支持向量機(jī)
        4.3.2 基于粒子群優(yōu)化算法的參數(shù)選擇
        4.3.3 特征提取信號(hào)識(shí)別結(jié)果分析及選擇
    4.4 不同條件下的CA砂漿脫空識(shí)別
        4.4.1 不同的列車運(yùn)行速度
        4.4.2 不同軌道不平順
        4.4.3 不同信噪比
    4.5 本章小結(jié)
5 基于TFA-MU融合的CA砂漿橫向脫空度估計(jì)算法
    5.1 CA砂漿橫向脫空度估計(jì)的必要性及方法探討
    5.2 基于時(shí)頻分析的CA砂漿橫向脫空度估計(jì)
        5.2.1 小波分析的基本理論
        5.2.2 基于多尺度平均小波能量值的CA砂漿橫向脫空度估計(jì)
        5.2.3 蒙特卡洛模擬
    5.3 基于模型修正的CA砂漿橫向脫空度估計(jì)
        5.3.1 基于改進(jìn)的PSO算法估計(jì)CA砂漿橫向脫空度的原理
        5.3.2 估計(jì)結(jié)果分析
        5.3.3 與其他優(yōu)化算法的對(duì)比
        5.3.4 不同條件下的CA砂漿橫向脫空度估計(jì)
    5.4 基于TFA-MU融合的CA砂漿橫向脫空度估計(jì)
    5.5 本章小結(jié)
6 結(jié)論
    6.1 論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)
    6.2 研究工作展望
參考文獻(xiàn)
作者簡歷及攻讀博士學(xué)位期間取得的研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號(hào)：3792346