轮轨作用力与垂向载荷位置的轨旁识别法研究

Release time:2024-02-23

DOI number:10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20231653

Journal:铁道科学与工程学报

Key Words:轮轨接触力；轨旁法；接触位置；理论公式；有限元分析；识别电桥

Abstract:为解决现有轮轨作用力识别方法存在的制作工艺复杂、制作成本高且无法实现轮轨接触位置测量的问题，提出了一种测量水平横向和垂向轮轨接触力大小以及垂向载荷偏心位置的新的轨旁识别方法。基于轮轨接触多元载荷解耦建立了横向和垂向轮轨接触力大小和垂向接触力作用位置与钢轨腹板两侧垂向应变和、应变差的理论关系模型，依此得到了基于 腹板两侧应变运算的轮轨力大小与位置识别反算模型。设计了作用在腹板左、右两侧的正交组合式应变阵列电桥用于识别轮轨接触载荷在轨道腹板位置的应变响应，所设计的阵列电桥在实现腹板两侧应变的四则运算的同时兼顾温度自补偿。通过加载标定试验获取了多元载荷与腹板两侧应变输出之间的关系系数。通过随机组合加载试验验证了水平横向和垂向轮轨接触力大小与垂向接触力作用位置的识别精度，并在实车试验中对比分析了新型轮轨接触力测量方法与国标轮轨载荷测量方法对轮轨接触力大小的识别精度。研究结果表明：提出的轮轨接触力识别方法对接触力大小的识别误差在6.2%以内、对垂向载荷偏心位置的识别误差在7.6%以内，实现了使用轨旁识别方法对轮轨接触力大小和垂向载荷偏心位置的准确识别。研究结果为进一步保障钢轨服役可靠性的精准评估提供科学数据支撑。

Co-author:周伟, 王雅昭, 闫宏凯, 方聪聪

First Author:王祉歆

Indexed by:Journal paper

Correspondence Author:孙博

Discipline:Engineering

Document Type:J

Translation or Not:no

Date of Publication:2023-12-21

Included Journals:EI