[发明专利]疲劳强度测量方法及装置

说明书

本发明提供一种疲劳强度测量方法及装置，所述方法包括：控制激振设备向弹条施加预设激振频率范围内的激振力；控制数据采集装置对弹条在所述激振力下各位置对应的振动加速度数据及应力变化数据进行采集；对采集到的振动加速度数据及应力变化数据进行模态分析，得到弹条的多个工作模态，并从中获得弹条的目标参与模态；控制激振设备按照与目标参与模态对应的激振频率及激振幅值对弹条进行振动试验，并控制数据采集装置采集弹条对应的振动加速度数据及应力变化数据；基于采集到的弹条在目标参与模态下的振动加速度数据及应力变化数据，计算得到对应的疲劳强度。所述方法测量准确度高，测量效率高，能够降低人力资源的消耗。

技术领域

本发明涉及疲劳强度测量技术领域，具体而言，涉及一种疲劳强度测量方法及装置。

背景技术

铁路线路是现代社会中很重要的交通工具，它的安全性与人民的生命息息相关，但在铁路线路上列车动荷载的作用下，铁路线路中轨道结构的关键扣件弹条通常会出现高频疲劳断裂失效现象。而伴随着弹条的失效，列车与钢轨之间的动力响应便会发生恶化，而弹条在列车运行过程中也将断裂飞出而砸坏列车零部件，严重威胁列车的正常运行。因此对弹条的疲劳强度进行测量便成为一个极为重要的问题。

目前，业界主流通常采用人工测量的方式来对弹条的疲劳强度进行测量，但这种测试方案的测量准确度不高，测量效率低，需要耗费大量的人力资源方能实现疲劳强度测量。

发明内容

为了克服现有技术中的上述不足，本发明的目的在于提供一种疲劳强度测量方法及装置，所述疲劳强度测量方法测量准确度高，测量效率高，能够降低人力资源的消耗。

就方法而言，本发明较佳的实施例提供一种疲劳强度测量方法，应用于与激振设备及数据采集装置电性连接的计算设备，其中所述激振设备与弹条接触以对所述弹条施加激振力，所述数据采集装置安装在所述弹条上以对所述弹条进行数据采集，所述方法包括：

控制所述激振设备向所述弹条施加预设激振频率范围内的激振力，以使所述弹条发生振动；

控制所述数据采集装置对所述弹条在所述激振力下各位置对应的振动加速度数据及应力变化数据进行采集；

对采集到的所述弹条各位置对应的振动加速度数据及应力变化数据进行模态分析，得到所述弹条的多个工作模态，并从所述多个工作模态中获得所述弹条的目标参与模态；

控制所述激振设备按照与所述目标参与模态对应的激振频率及激振幅值对所述弹条进行振动试验，并控制所述数据采集装置采集所述弹条各位置在对应激振频率及激振幅值下的振动加速度数据及应力变化数据；

基于采集到的所述弹条在所述目标参与模态下的振动加速度数据及应力变化数据，计算得到所述弹条对应的疲劳强度。

在本发明较佳的实施例中，上述控制所述激振设备向弹条施加预设激振频率范围内的激振力的步骤包括：

控制所述激振设备按照预设时间间隔地向所述弹条施加相同频率的激振力，其中所述相同频率位于预设激振频率范围内。

在本发明较佳的实施例中，上述对采集到的所述弹条各位置对应的振动加速度数据及应力变化数据进行模态分析，得到所述弹条的多个工作模态的步骤包括：

分别计算所述弹条在各位置对应的振动加速度数据的均值，及对应的应力变化数据的均值；

基于振型分解算法对所述弹条在各位置对应的振动加速度均值及应力变化均值进行振型分解，对应得到所述弹条的多个工作模态，其中每个工作模态包括对应的固有频率及对应的模态振型。

在本发明较佳的实施例中，上述从所述多个工作模态中获得所述弹条的目标参与模态的步骤包括：