[发明专利]一种基于钢轨竖向振动特性检测轨下垫板刚度的方法

权利要求书

1.一种基于钢轨竖向振动特性检测轨下垫板刚度的方法，所述垫板设置在钢轨与轨枕之间，其特征在于所述方法包括以下步骤：测量所述钢轨的特性参数；确定所述钢轨的竖向二阶共振频率与轨下垫板刚度之间的关系函数；测量所述钢轨的竖向二阶共振频率；根据所述关系函数以及测量到的所述竖向二阶共振频率确定所述垫板刚度；

测量所述钢轨的竖向二阶共振频率包括以下步骤：在所述钢轨上安装加速度传感器；使用力锤沿所述钢轨的竖向敲击所述钢轨；在敲击的过程中使用力传感器测量所述力锤向所述钢轨施加的竖向时域激励f(t)，同时使用所述加速度传感器测量所述钢轨的竖向时域响应x(t)；根据竖向时域激励f(t)以及竖向时域响应x(t)计算所述钢轨对于竖向时域激励f(t)的频响函数H(w)；根据频响函数H(w)计算所述钢轨的竖向二阶共振频率；

计算频响函数H(w)具体包括以下步骤：计算竖向时域激励f(t)的自相关函数R_ff(τ)；计算竖向时域激励f(t)与竖向时域响应x(t)的互相关函数R_fx(τ)；对自相关函数R_ff(τ)做傅里叶变换，得到竖向时域激励f(t)的自功率谱S_ff(w)；对互相关函数R_fx(τ)做傅里叶变换，得到竖向时域激励f(t)与竖向时域响应x(t)的互功率谱S_fx(w)；计算所述钢轨的频响函数H(w)，频响函数H(w)的计算公式如下所示：

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计算所述钢轨的竖向二阶共振频率包括以下步骤：根据频响函数H(w)绘制所述钢轨的频响函数曲线；在频响函数曲线中确定第二阶共振频率，并将其作为所述钢轨的竖向二阶共振频率；

所述钢轨的特性参数包括钢轨类型、轨枕间距以及钢轨温度；

当所述钢轨类型为60kg/m，所述轨枕间距为0.6m时，所述关系函数的形式为f=A*b+B，其中：f为所述钢轨的竖向二阶共振频率，A为一次项系数，b为所述垫板刚度，B为常数项系数；在确定所述关系函数的过程中，将测量得到的钢轨温度减去所述钢轨的锁定温度得到温度变化量，将温度变化量代入下表，从而确定所述关系函数的一次项系数A和常数项系数B：

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2.根据权利要求1所述的一种基于钢轨竖向振动特性检测轨下垫板刚度的方法，其特征在于所述钢轨为无缝线路钢轨。