軌道緊固件是鐵路軌道的關鍵部件,用于將軌道和軌下基礎連接在一起以提供彈性。隨著高速重載鐵路的發(fā)展,鐵路結構在列車的高速運行下承受著日益增大的載荷,而緊固件在列車車輪的嚴重沖擊下產(chǎn)生具有破壞性的振動,極易發(fā)生松動甚至脫落失效,進而導致軌道結構表面出現(xiàn)各種缺陷和損傷,對軌道交通安全構成嚴重威脅。然而,傳統(tǒng)的鐵路緊固件松動檢查是人工進行的,檢測結果受人的主觀性判斷影響大,并且效率低、成本高。人工檢測鐵路緊固件狀態(tài)的方法無法完成繁重的鐵路維護任務,不能順應鐵路技術高速發(fā)展的趨勢,因此急需一種快速、高效、準確、低成本的鐵路緊固件狀態(tài)監(jiān)測方案。本文在此背景下,研究設計了一套鐵路緊固件狀態(tài)檢測傳感系統(tǒng),可實時監(jiān)測緊固件松動狀態(tài)并將結果上傳到云服務器,以供鐵路維護相關部門及時做出反應。具體工作及相應的研究結果如下:設計并開發(fā)了一種無源、無線而且低成本的緊固件檢測系統(tǒng),該系統(tǒng)由低功耗微慣性測量單元(Miniature Inertial Measurement Unit,MIMU)和全球移動通信系統(tǒng)(Global System For Mobile Communications,GSM)組成。系統(tǒng)采用光能...

【文章頁數(shù)】：62 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 課題研究的背景和意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 基于視覺的緊固件狀態(tài)檢測方法研究現(xiàn)狀
        1.2.2 基于振動的緊固件狀態(tài)檢測方法研究現(xiàn)狀
    1.3 本文的內容安排
第2章 鋼軌緊固件動力學研究
    2.1 鋼軌緊固件動力學模型及分析
    2.2 基于有限元ANSYS軟件的鋼軌緊固件動力學仿真
        2.2.1 鋼軌及緊固件模型的建立
        2.2.2 緊固件松動形式及觀測點的選取
        2.2.3 鋼軌緊固件系統(tǒng)的動力學仿真分析
    2.3 本章小結
第3章 緊固件檢測系統(tǒng)設計及實驗方案
    3.1 緊固件檢測系統(tǒng)硬件設計
        3.1.1 設計思路
        3.1.2 系統(tǒng)硬件設計方案
    3.2 高速道岔實驗室內的緊固件狀態(tài)檢測實驗
    3.3 大秦鐵路線現(xiàn)場測試
    3.4 本章小結
第4章 基于信息熵的緊固件狀態(tài)識別方法
    4.1 信息熵理論簡介
        4.1.1 離散數(shù)據(jù)信息熵
        4.1.2 傳統(tǒng)功率譜熵
        4.1.3 幅值熵
        4.1.4 計數(shù)數(shù)據(jù)的獲取
    4.2 仿真信號分析
        4.2.1 目標緊固件逐漸松動時的信息熵
        4.2.2 激勵點距離測試傳感器遠近不同時的信息熵
    4.3 基于幅值熵的實驗信號分析
        4.3.1 室內實驗數(shù)據(jù)分析
        4.3.2 現(xiàn)場測試數(shù)據(jù)分析
    4.4 信息熵在緊固件狀態(tài)監(jiān)測中的魯棒性
    4.5 本章小結
第5章 基于SVM和 IMF幅值熵的緊固件狀態(tài)檢測法
    5.1 基于IMF的緊固件狀態(tài)特征提取
        5.1.1 經(jīng)驗模態(tài)分解(EMD)簡介
        5.1.2 信號預處理——反對稱延拓
        5.1.3 信號IMF幅值熵的特征提取
    5.2 基于SVM分類器的緊固件狀態(tài)信號分類
        5.2.1 SVM分類器理論基礎
        5.2.2 緊固件狀態(tài)的信號分類
    5.3 本章小結
結論
參考文獻
攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果
致謝



本文編號：3932902