作為軌道結(jié)構(gòu)中的重要組成部分,道岔是機(jī)車車輛從一股軌道轉(zhuǎn)入或越過另一股軌道時必不可少的線路設(shè)備,其集成了軌道結(jié)構(gòu)中的各項薄弱環(huán)節(jié),是公認(rèn)的反映鐵道工程行業(yè)技術(shù)水平的重要標(biāo)志。據(jù)統(tǒng)計,截至2019年末,中國高速鐵路總里程達(dá)3.5萬公里,共計鋪設(shè)八至九千余組正線道岔,其中國產(chǎn)道岔占比大約為80%,總體運(yùn)營狀況良好。但道岔區(qū)的結(jié)構(gòu)損傷及機(jī)械性故障等病害問題也偶有發(fā)生,給乘車的舒適性及列車運(yùn)行的穩(wěn)定性造成了不良影響。目前,鐵路技術(shù)發(fā)達(dá)的國家相繼研制開發(fā)了大型軌道檢測設(shè)備對軌道進(jìn)行質(zhì)量檢測及狀態(tài)評價,使得利用數(shù)據(jù)分析手段智能化綜合評價道岔狀態(tài)成為可能�；诖�,本文利用道岔-車輛動力學(xué)仿真以及數(shù)據(jù)分析手段,基于多源檢測數(shù)據(jù)對道岔結(jié)構(gòu)狀態(tài)評價方法進(jìn)行研究。針對道岔區(qū)段復(fù)雜的輪軌關(guān)系問題,提出融合三維曲面輪廓投影、FFTCONTACT算法的道岔區(qū)段輪軌滾動接觸計算方法。該方法綜合利用跡線法、曲面輪廓投影以及法向量迭代修正的手段求解道岔區(qū)段三維輪軌型面接觸幾何問題,并以邊界元理論為基礎(chǔ),針對描述接觸位移與接觸力關(guān)系的Bossinesq和Cerruti公式,利用Fourier變換與共軛梯度算法相結(jié)合的方法... 

【文章來源】：中國鐵道科學(xué)研究院北京市

【文章頁數(shù)】：229 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

高速綜合檢測列車

本文針對道岔區(qū)段的狀態(tài)評價問題,通過理論仿真模型與實測數(shù)據(jù)分析相結(jié)合的方式,提出基于多源檢測數(shù)據(jù)的道岔狀態(tài)綜合評價方法。建立基于頻域算法的輪軌仿真模型,研究道岔區(qū)段軌道-車輛系統(tǒng)的動力學(xué)響應(yīng)特性;提出用于修正高速綜合檢測列車TGM、VDM系統(tǒng)以及TLV軌道剛度檢測系統(tǒng)的多源檢測數(shù)據(jù)里程偏差快速修正方法以及道岔區(qū)段識別方法;針對現(xiàn)有STFT、WVD等時頻分析方法的不足,提出基于EEMD的自適應(yīng)同步壓縮短時Fourier變換方法用于實測數(shù)據(jù)時頻特性分析,并基于TGM、VDM以及TLV各系統(tǒng)所測得道岔區(qū)段的多源數(shù)據(jù),研究各項數(shù)據(jù)在不同型號、不同軌道結(jié)構(gòu)下的道岔區(qū)段的時頻特性,分析比較多源數(shù)據(jù)在各個不同道岔區(qū)段的異同點,并提出針對性指標(biāo)用于道岔區(qū)段狀態(tài)的綜合評價。本文將有助于智能、快速地對各條線路存在病害的道岔組進(jìn)行識別與診斷,并對道岔區(qū)段的養(yǎng)護(hù)維修作業(yè)工作提供科學(xué)指導(dǎo)。本文研究內(nèi)容如圖1-3所示。具體研究工作如下:

輪軌接觸坐標(biāo)系OXcYcZc:坐標(biāo)系原點位于左右輪對的名義滾動圓與踏面母線交點上,Xc軸在水平面內(nèi)沿輪對前進(jìn)方向,Zc軸位于輪對軸線所在鉛垂面內(nèi)且垂直于輪對軸線指向上,Yc軸沿輪對軸線方向,按照右手螺旋定則確定。全局坐標(biāo)系Oxyz、輪對坐標(biāo)系Oxwywzw以及輪軌接觸坐標(biāo)系Oxtytzt的空間關(guān)系如圖2-1所示。其中,輪軌接觸坐標(biāo)系與輪對坐標(biāo)系各坐標(biāo)軸方向一致,其差別僅為坐標(biāo)系原點位置,輪軌接觸坐標(biāo)系原點位于名義滾動接觸點處,而輪對坐標(biāo)系原點位于輪對質(zhì)心處。因此,輪軌接觸坐標(biāo)系至輪對坐標(biāo)系的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系即為將輪軌接觸坐標(biāo)系中各點z方向坐標(biāo)減去名義滾動圓半徑,同時y方向坐標(biāo)加/減名義滾動圓間距之半。轉(zhuǎn)換公式如下所示:

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鐵路道岔轉(zhuǎn)轍器部件輪軌兩點接觸計算方法研究[J]. 馬曉川,徐井芒,王平,陳漫,胡辰陽,王健.  鐵道學(xué)報. 2019(07)
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博士論文
[1]基于數(shù)據(jù)建模的輪軌力載荷辨識理論和應(yīng)用研究[D]. 郭劍峰.中國鐵道科學(xué)研究院 2015
[2]高速列車橫向運(yùn)動穩(wěn)定性和動態(tài)脫軌理論分析及評價方法研究[D]. 孫麗霞.中國鐵道科學(xué)研究院 2014
[3]鐵路軌檢車檢測數(shù)據(jù)里程偏差修正模型及軌道不平順狀態(tài)預(yù)測模型研究[D]. 徐鵬.北京交通大學(xué) 2012
[4]高速道岔軌道剛度理論及應(yīng)用研究[D]. 陳小平.西南交通大學(xué) 2008

碩士論文
[1]圖像處理技術(shù)在尖軌檢測中的應(yīng)用研究[D]. 羅磊.西南交通大學(xué) 2018
[2]鋼軌內(nèi)的超聲波傳播模擬及缺陷檢測方法研究[D]. 張書增.中南大學(xué) 2014
[3]基于數(shù)字信號處理技術(shù)的鋼軌超聲檢測系統(tǒng)的研究[D]. 王勇.天津大學(xué) 2005



本文編號：2975180