基于振动多特征的轻轨锚固螺杆松动故障诊断方法研究

发布时间：2020-05-17 10:59

【摘要】： 本文的主要研究对象是重庆市轻轨交通的在役锚固螺杆,它们是连接轻轨轨道梁和墩台的关键受力部件,其健康状况将对轻轨的安全运行产生重大影响。为及时监测其健康状况,需要设计一个健康监测系统以确保轨道梁安全。本文作为健康监测系统的一个分支,主要研究基于振动多特征的轻轨锚固螺杆松动故障诊断方法,即利用该方法判断锚固螺杆紧固螺母的松动与失效情况。 本文首先简单介绍了振动信号自动采集系统的软硬件设计,及自动采集的相关性原理。接着作者从工程实际出发,根据跨坐式轨道交通这种特殊环境的特点及锚固螺杆健康监测的需要,设计了轻轨在役锚固螺杆振动信号处理软件系统。本系统的主要目的是,根据锚固螺杆系统的输入(力锤激励信号)、输出(锚固螺杆振动响应信号)求解出能反映锚固螺杆系统特性的脉冲响应信号,并对此脉冲信号进行各种运算(时频分布特征、波包模型特征等),以从实验台上各已知力矩的信号中提取有效的特征作为判据,实现对现场锚固螺杆紧固螺母松动与失效的诊断。 人工抽样检测的大量数据表明,被系统判为正常的锚固螺杆中所有抽样数据均为正常,没有故障锚固螺杆混入;被系统判为故障的锚固螺杆数据全部经过人工复查,其中仅有少部分(占全部被判为故障总数的6.7%)处于正常状态,其余均有故障,因此本系统可作为判断锚固螺杆是否处于正常服役状态的依据。这为轻轨锚固螺杆紧固螺母松动与失效故障分析提供了新方法。
【图文】：

18图 3.3 振动信号多波包模态分解算法流程图Fig3.3 More vibration signal wave-packet mode decomposition algorithm flowchart

如图1.1 所示，该结构部件的上端是浇筑在 PC 轨道梁体内的，而下端仅靠四根长985 mm 、直径 φ 为 36 mm 的锚固螺杆固定在墩台上，锚固螺杆的安装力矩为800 N m。它除了要将 PC 轨道梁上的荷载有效地传递到墩台上外，，还必须适应 PC轨道梁体的荷载与温度变化产生的纵向水平位移和角位移，保证 PC 轨道梁与墩台连接在设计的寿命期内安全可靠并且有足够的疲劳寿命[2]。锚固螺杆安装后的状态如图 1.1B 及图 1.2 所示，可见锚固螺杆的大部分是深埋在墩台上的锚箱内，无法直接接触和查看，只有扁方一端的端头部分露出，因此如果采用日常轨道梁结构系统运营过程中的定期维护和检修技术，就很难掌握其状态是否仍处在安全使用情况下，可以说紧固螺母的松动和锚固螺杆与锚箱接触处的腐蚀变化情况是不可知的，这就给掌握 PC 轨道梁结构系统是否处于安全状态增加了难度[3][4]。再者，由于重庆地区独特的自然条件，空气湿度、气候、酸雨频繁等因素也会对金属结构件的耐久性使用产生相应的影响。因此，掌握固定锚固螺杆的紧固螺母的松动与失效及锚固螺杆在锚箱内的疲劳、断裂、松动或腐蚀变化等情况是确保 PC 轨道梁结构系统安全的关键问题。所以
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2008
【分类号】：TH165.3

【引证文献】

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1 刘佳璐;基于振动测试技术的跨座式单轨交通系统铸钢支座健康监测方法研究[D];重庆大学;2011年

本文编号：2668429