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轨道不平顺非均匀采样信号谱分析

在线路建设和机车运行中,轨道将不可避免的产生高低、水平、方向、轨距等不平顺。轨道不平顺不仅对列车运行的稳定性和舒适度会产生不良影响,同时作为机车车辆/轨道系统的激励源,将引起轮轨接触的动作用力,对设备造成破坏。研究轨道不平顺,对于车辆、线路的设计,车/轨系统动力学研究以及轨道状态的科学评定都具有重要意义。轨检车在测量轨道不平顺状态时,受诸多不确定因素影响,其运行速度难以处于恒定状态。对于受车速调制的轨道不平顺非均匀采样信号,如果应用传统的等间隔均匀采样理论来分析,必然导致分析频谱畸变。因此,必须解决采样的非均匀性与对信号作均匀谱估计之间的矛盾,才能真实的反映轨道不平顺状态。本文结合铁道部科技研究开发计划项目“我国铁路干线轨道谱及其应用研究”,研究轨道不平顺非均匀采样信号的谱分析,主要是在以下几方面进行了系统的研究。1、大量测试工作表明轨道不平顺是随里程变化的随机过程。本文分析了轨道不平顺的形成原因与影响因素,在不失一般性的前提下  (本文共121页) 本文目录 | 阅读全文>>

《振动与冲击》2001年04期
振动与冲击

轨道不平顺非均匀采样信号的变频抽样重构技术

0 引 言轨道不平顺在线路建设和运行中是不可避免的 ,它不仅对列车运行的稳定性和舒适度会产生不良影响 ,同时作为机车车辆 /轨道系统的激励源 ,将引起轮轨接触的动作用力 ,对设备造成破坏。随着我国铁路运输朝着高速、重载方向发展 ,动力学问题日益突出 ,轨道的平顺性已成为线路方面直接制约行车速度的主要因素 ,必须对轨道不平顺的状况进行研究。轨道不平顺是里程的随机函数 ,不具有各态历经性 ,只能用不规则波形局部特征函数、功率谱密度(PSD)等统计函数来从时空域、频域对轨道不平顺的幅值波长特性、相关性、是否包含周期性波形等方面进行描述。目前的谱分析方法都是基于用均匀采样 (等间隔采样 )数据描述轨道不平顺特征 ,而列车在运行中受多因素影响 ,速度难以处于匀速状态 ,采样数据是非均匀的。忽视速度的影响 ,必然导致分析结果严重失真。为解决这一问题 ,本文提出变频抽样重构技术 ,以消除非均匀采样信号中列车速度变化的影响。1 问题的提出铁道部...  (本文共5页) 阅读全文>>

《振动与冲击》2011年02期
振动与冲击

轨道不平顺非均匀采样信号分析

在线路建设和机车运行中,钢轨不可避免的产生左右、高低、轨向的不平顺,作为机车车辆/轨道系统的激励源,将引起轮轨接触的动作用力,对设备造成破坏[1]。随着我国铁路运输朝着高速、重载方向发展,动力学问题日益突出,轨道的平顺性成为线路方面制约行车速度的一个主要因素,必须对轨道不平顺的状况进行研究[2]。轨道不平顺是里程的随机函数。由于通过总重、路基沉降、养护水平等不同,同一线路在不同时间测量,结果不同,可视为广义平稳随机过程。目前的轨道功率谱分析是基于用等间隔采样数据描述轨道不平顺特征,而列车在运行中受诸多因素影响,速度难以处于匀速状态,采样间隔是非均匀的。用传统的谱分析方法进行分析时,采样序列x(n)的自变量n以整数形式给出,引入了时间归一化过程,不再包含关于采样间隔的信息,必然导致分析频谱与真实频谱之间存在差异[3],不能真实的反映轨道不平顺状态。轨道不平顺非均匀采样信号分析,实际上是研究随机过程非均匀采样问题。非平稳、非均匀采样...  (本文共4页) 阅读全文>>

中南大学
中南大学

高速铁路路堑岩质边坡的动态响应及稳定性研究

随着铁路现代化的发展,高速重载铁路运输势在必行。提高列车运行速度和增加牵引重量将不可避免地增大列车振动强度,列车运行所产生的环境振动影响越来越受到业内人士的关注。高速铁路岩质边坡不仅地质环境复杂,而且将受到长期的高速列车振动影响。因此,在滑坡治理、边坡设计及稳定性评价等工程实践中,如何考虑列车振动荷载影响,已经成为山区高速铁路建设中的一个重要课题。本文在总结国内外轨道系统计算模型、列车振动荷载模型、铁路环境振动响应等方面已有研究成果的基础上,采用理论分析、现场试验、数值模拟相结合的研究方法,对高速列车振动荷载作用下岩质边坡的动态响应及边坡稳定性进行了研究,并取得如下主要成果和结论:1.对铁路岩质边坡的特点、边坡稳定性分析基本方法、影响铁路岩质边坡稳定性的因素等方面进行了理论分析;在总结前人研究成果的基础上,对如何建立边坡稳定性分析的地质模型、破坏模型及数学力学模型等进行了研究。2.通过对边坡岩体非线性、弹塑性本构模型的分析和评价...  (本文共154页) 本文目录 | 阅读全文>>

铁道部科学研究院
铁道部科学研究院

轨道不平顺时频域分析及预测方法的研究

铁路轨道的平顺状态对轮轨系统有着至关重要的影响。首先,它是轮轨系统的激扰源,是引起机车车辆产生振动和轮轨动作用力的主要原因,对行车安全、平稳、舒适性、车辆和轨道部件的寿命以及环境噪声等都有重要影响,是轨道方面直接限制提高行车速度的主要因素;其次,轨道平顺性也是轨道结构综合性能和承载能力的重要体现,是铁路管理部门制订维修计划的重要指标。因此,深入研究轨道不平顺对于保证铁路安全运营具有十分重要的理论意义和现实意义。本文在总结和吸收前人研究成果的基础上,从轨道谱、轨道不平顺的时频分析和轨道不平顺发展预测等三个方面对轨道不平顺进行了研究,主要研究内容如下:(1) 计算分析了我国铁路线路的轨道不平顺检测数据,特别是对全国铁路运营有重大作用的干线(如京广、京哈、京沪及陇海等)的不平顺检测数据进行了分析计算,同时对无碴轨道不平顺、轨道复合不平顺的轨道谱进行了初步分析。(2) 参考国内外的轨道谱模型,在大量试验计算的基础上,提出了符合我国铁路线...  (本文共163页) 本文目录 | 阅读全文>>

同济大学
同济大学

有砟轨道沉降的概率预测模型

轨道结构是一种力学性能随机和离散的工程结构物,在当前列车提速的情况下,列车荷载的作用使轨道结构的几何形位发生变化。因此,对轨道几何形位进行预测,可为工务部门在编制线路维修计划时提供技术支持,同时为设计部门设计铁路时对线路投入运行后的轨道变形进行预测,从而为加强轨道结构提供依据。本文的研究目的就是要从力学的角度,通过考虑一些随机因素来预测轨道变形。因此,本文首先对国内外关于轨道几何变形的理论进行了综述,利用有限元法建立轨道有限元模型计算轨道变形,包括参数的设置、单元的选取、模型的计算长度、加载方式的选取等等。其次,提出本文的18种计算荷载工况,给出计算的轨道参数和车辆参数,利用轮轨动力学模型计算18种工况下的轮轨动荷载,统计轮载的分布率,利用柯尔莫哥洛夫方法检验轮载分布是否服从正态分布,计算轮载统计量,如偏度、峰度和变异系数等,分析不同工况下轮载的分布特性,利用统计量研究轨道状态和速度对轮载分布特性的影响。接着,利用沪昆线和金温线...  (本文共264页) 本文目录 | 阅读全文>>

《铁道勘测与设计》2004年04期
铁道勘测与设计

高速铁路轨道不平顺的评定方法

高速铁路的设计理念与普通铁路的不同 是由其速度高的特点决定的。列车运行速度 越高,人们对其安全性和平稳性越关注和重 视。 路基、桥梁设计不可能保证完全没有一L 后沉降,轨道结构(特别是道床,无论是有 碴、无碴轨道)设计也不可能保证完全不会 发生水平、高低、轨距及超高等变形,而且 在运营过程中,轨道在列车荷载的反复作用 下,几何形位不可避免产生各种位移,导致 轨道的不平顺。这种几何不平顺超出一定的 范围就会影响列车快速行驶的舒适性和安全 性。所以需要采用科学有效的方法评定高速 铁路的不平顺影响,以便对轨道进行维修管 理。 轨道不平顺的影响不仅与不平顺的幅 值有关,还和不平顺波长有关,因此,对轨 道不平顺的评定应从不平顺的幅值和波长结 构特征综合考虑,而轨道不平顺评定的方法 土要有:局部轨道不平顺的评定和区段轨道 不平顺的评定。 1局部轨道不平顺的评定 对于某处局部轨道不平顺的评定,不仅 要对其幅值进行评定,而月.还必须对其波长 或...  (本文共2页) 阅读全文>>