基于压电加速度传感的车轮多边形轨旁检测方法仿真研究

发布时间：2021-06-19 15:38

　　近年以来,车轮多边形磨耗已成为轮轨关系领域研究的难点问题,随着高速铁路的迅速发展,列车的运行速度和轴重不断提高,目前车轮多边形问题在高速铁路动车组中普遍存在。车轮多边形化不仅会造成轮轨之间的作用力增大,严重的冲击振动还会缩短轨道—车辆部件的使用寿命,影响列车的运行品质、安全和运营成本。本文采用有限元仿真的方法,围绕高速情形下车轮多边形磨耗对钢轨振动响应的影响,提出了一种基于压电加速度传感的车轮多边形状态轨旁检测方法,并对所设计压电加速度传感器的动态特性和检测方法的可行性进行了仿真验证,可为实际工程应用提供理论指导。主要的研究工作包括:（1）利用有限元分析软件ANSYS建立了高速铁路无砟轨道有限元模型,通过动力学仿真软件Universal Mechanism（UM）建立车辆轨道耦合系统动力学仿真模型求解车轮多边形作用下的轮轨作用力,并将轮轨垂向力谐波荷载激励以数组形式输入到轨道结构有限元模型中,分析高速时车轮多边形作用下的钢轨振动响应特征,确定压电加速度传感器的测点位置,为基于压电加速度传感的车轮多边形状态轨旁检测方法传感器布设方案提供理论指导。（2）根据压电元件中不同材料和结构类型的适... 

【文章来源】：石家庄铁道大学河北省

【文章页数】：98 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

中长期铁路网规划图（2030年）

车轮多边形示意图

仿真模型建立流程图

【参考文献】：
期刊论文
[1]大质量法在ANSYS多点输入时程分析中的应用[J]. 潘锐,曹建锋.  建筑结构. 2018(S2)
[2]基于ANSYS的1-3型水泥基压电复合材料力电响应分析[J]. 谢正春,张小龙,卜祥风,潘广香.  蚌埠学院学报. 2018(05)
[3]列车荷载下钢轨振动加速度的空间分布特征[J]. 蔡小培,谭希,郭亮武,钟阳龙.  西南交通大学学报. 2018(03)
[4]钢轨损伤的无线传感网络监测系统[J]. 王文皞,王海涛,胡泮,刘强,田贵云,郭瑞鹏.  无损检测. 2017(11)
[5]高速列车车轮高阶多边形对车辆动力学性能的影响[J]. 陈伟,戴焕云,罗仁.  铁道车辆. 2014(12)
[6]地铁车辆车轮多边形的机理分析[J]. 李伟,李言义,张雄飞,温泽峰,吴磊,邓铁松,金学松.  机械工程学报. 2013(18)
[7]高速列车车轮多边形化对车辆动力学性能的影响[J]. 王忆佳,曾京,罗仁,高浩.  四川大学学报(工程科学版). 2013(03)
[8]基于压电材料的车身薄壁结构振动主动控制仿真分析[J]. 沈传亮,安孝文,王大学.  新型工业化. 2012(11)
[9]多点输入下大跨空间结构动力稳定性分析[J]. 刘志钦,刘钦,马乾瑛.  建筑结构. 2012(11)
[10]车轮踏面不圆度在线监测技术的现状与分析[J]. 谢利明,高晓蓉,罗林,杨凯.  铁道技术监督. 2012(06)

博士论文
[1]压电加速度计有限元模型及其应用研究[D]. 唐旭晖.燕山大学 2012
[2]高速车轮失圆对轮轨动力作用的影响及其监测方法研究[D]. 宋颖.北京交通大学 2010

硕士论文
[1]人工壶腹嵴加速度传感器的设计、制备及传感特性研究[D]. 张延军.扬州大学 2017
[2]基于加速度传感器的混凝土结构健康监测研究[D]. 耿宏达.济南大学 2016
[3]车轮踏面擦伤检测系统研究[D]. 董雪.大连交通大学 2015
[4]高速列车车轮多边形问题研究[D]. 陈伟.西南交通大学 2014
[5]基于振动信号的高铁铁轨无损监测方法研究[D]. 李海晴.南京航空航天大学 2013
[6]基于振动信号的钢轨伤损检测方法的研究[D]. 魏强.哈尔滨工业大学 2013
[7]基于压电敏感材料的加速度传感器设计及其动态特性分析[D]. 张杰.东北大学 2013
[8]无铅压电陶瓷器件的研制[D]. 杨魁勇.北京工业大学 2012
[9]车轮踏面擦伤检测系统的DSP实现[D]. 段炼.西南交通大学 2012
[10]时频分析技术及其应用[D]. 刘丽娟.成都理工大学 2008



本文编号：3238080