[发明专利]轮轨动态力地面测试标定系统及方法

权利要求书

1.一种轮轨动态力地面测试标定系统，其特征在于，包括：

一横向静态力加载装置，用于向被测钢轨的轨头单点施加静态载荷力，所述钢轨两侧轨底上表面设置有应变传感器；

一横向和垂向动态力加载装置，采用动态锤击法用力锤向钢轨施加动态力，所述力锤包括锤头、锤体和动态力测试传感器；

一应变测量装置，包括设置在钢轨轨底两侧上表面和轨腰两侧表面上的应变传感器。

2.根据权利要求1所述的轮轨动态力地面测试标定系统，其特征在于，所述横向静态力加载装置横向设置于两个钢轨间，所述横向静态力加载装置的一端设置有加载头，所述加载头向被测钢轨的轨头单点施加静态载荷力，所述横向静态力加载装置的另一端通过轨头支承连接另一钢轨的轨头，所述加载头与轨头支承通过加载杆和加载机构连接，所述加载机构驱动加载杆向轨头施加横向力。

3.根据权利要求1所述的轮轨动态力地面测试标定系统，其特征在于，所述横向和垂向动态力加载装置的锤体包括操作装置，用于驱动锤头。

4.根据权利要求1所述的轮轨动态力地面测试标定系统，其特征在于，所述横向和垂向动态力加载装置的锤体为一体构成或由多个单元组成的复合体，所述垂体由高密度材料制成。

5.根据权利要求1所述的轮轨动态力地面测试标定系统，其特征在于，所述横向和垂向动态力加载装置在施加横向动态力时，将力锤的锤体用绳索水平吊在支架上，所述锤头对准轨头；在施加垂向动态力时，将力锤的与锤体相对的端面用弹性绳索吊在支架上，所述锤头垂直于轨头。

6.根据权利要求5所述的轮轨动态力地面测试标定系统，其特征在于，所述力锤的锤击力的大小通过锤头质量和落锤/行锤速度进行控制。

7.使用上述权利要求1-6任一种所述的测试标定系统的测试标定方法，其特征在于，包括以下步骤：

S01：采用横向静态力加载装置向钢轨施加横向力，并测量横向静态力F_LS和对应的钢轨横向变形应变ε_LS，获得横向力静态标定系数K_LS，即：K_LS=F_LS/ε_LS；

S02：采用横向和垂向动态力加载装置的力锤向钢轨施加横向动态力，并测量横向动态力F_LD和对应的钢轨横向动态变形应变ε_LD，获得横向力动态标定系数K_LD，即：K_LD=F_LD/ε_LD；

S03：采用横向和垂向动态力加载装置的力锤向钢轨施加垂向动态力，并测量垂向动态力F_VD和对应的钢轨垂向动态变形应变ε_VD，获得垂直方向力动态标定系数K_VD，即：K_VD=F_VD/ε_VD；

S04：根据在线实测的钢轨垂向动态变形应变ε_V和钢轨横向动态变形应变ε_L，得轨道系统的垂直方向动态轮轨力F_V和横向动态轮轨力F_L，F_V=K_VD*ε_V；F_L=K_LD*ε_L

S05计算对应的在线静态轮轨力，即:静态力=动态力/ζ，动/静比ζ=K_LD/K_LS。