[发明专利]一种铁路扣件检测方法及装置

说明书

本发明提供一种铁路扣件检测方法及装置，包括，获取扣件系统中各部件组成的三维非线性有限元模型，扣件系统包括弹条；对三维非线性有限元模型进行静力分析获得分析数据；根据分析数据对三维非线性有限元模型进行模态分析，得到弹条各阶振型及每阶振型对应的固有频率；在此基础之上可以获取钢轨波磨数据；根据钢轨波磨数据分析得到轮轨激振频率；根据固有频率和轮轨激振频率分析弹条是否发生共振。本发明充分考虑了扣件系统各部件对弹条固有频率的影响，建立扣件系统的原比例三维非线性有限元模型。对其进行线上分析，得到扣件系统在多种状态下的固有频率，将其与实际检测得到的轮轨激振频率进行对比判断出扣件系统是否产生共振。

技术领域

本发明涉及铁轨安全防护技术领域，具体而言，涉及一种铁路扣件检测方法及装置。

背景技术

随着地铁、高铁等运营时间的增长，钢轨短波波磨问题将日渐突出，特别是在小半径曲线线路上。钢轨短波波磨易加剧轮轨系统的高频振动响应及其辐射噪声，严重时还会引发扣件弹条断裂、飞溅撞击车窗等问题，对行车安全构成一定的威胁。现有的频率识别方法将整个扣件系统当作弹簧阻尼单元进行分析，但是这种方法仍然存在检测不全面的问题，在安全事故的预防上还是存在疏漏之处。

发明内容

为了克服上述现有技术中的不足，本发明提供一种铁路扣件检测方法及装置，以解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明实施例所提供的技术方案如下所示：

本发明实施例提供一种铁路扣件检测方法，包括：获取扣件系统中各部件组成的三维非线性有限元模型，所述扣件系统包括弹条；对所述三维非线性有限元模型进行静力分析获得分析数据；根据所述分析数据对所述三维非线性有限元模型进行模态分析，得到所述弹条各阶振型及每阶振型对应的固有频率。

可选地，所述方法还包括：获取钢轨波磨数据；根据所述钢轨波磨数据分析得到轮轨激振频率；根据所述固有频率和所述轮轨激振频率分析所述弹条是否发生共振。

可选地，所述获取扣件系统中各部件组成的三维非线性有限元模型之前，还包括：根据所述扣件系统中各部件的几何属性建立对应的原比例三维实体模型，所述几何属性包括截面积、惯性矩、截面系数；根据所述三维实体模型建立所述扣件系统装配状态下的三维非线性有限元模型。

可选地，所述对所述三维非线性有限元模型进行静力分析获得分析数据的步骤，包括：获取所述三维非线性有限元模型中各部件的物理属性和静力分析的第一分析参数，所述物理属性包括扣件系统中各部件的弹性模量、泊松比、材料密度，所述第一分析参数包括静态分析的载荷、应变类型、模块分析类型、约束类型；根据所述物理属性和所述第一分析参数分析所述三维非线性有限元模型中所述弹条的变化数据，所述变化数据包括所述弹条的位移变化数据和应力变化数据。

可选地，所述对所述三维非线性有限元模型进行静力分析获得分析数据，还包括：根据所述变化数据得到所述弹条的位移图和应力图。

可选地，所述获取所述三维非线性有限元模型中各部件的物理属性和静力分析的第一分析参数的步骤之前，还包括：获取所述扣件系统中各部件的相互作用关系；根据所述相互作用关系配置所述扣件系统各部件之间的接触关系。

可选地，所述根据所述分析数据对所述三维非线性有限元模型进行模态分析，得到所述弹条的各阶振型及每阶振型对应的固有频率的步骤，包括：根据所述静力分析获得的所述分析数据设置多个载荷步；根据所述载荷步进行模态分析获得弹条的各阶振型及各阶振型对应的固有频率；所述载荷步包括载荷值和执行所述载荷步的时间值。

可选地，所述根据所述钢轨波磨数据分析得到所述轮轨激振频率的步骤，包括：对所述钢轨波磨数据进行分析得到钢轨波磨的主波长范围；根据所述主波长范围分析得到所述钢轨波磨所导致的轮轨激振频率的范围。

可选地，所述根据所述主波长范围计算钢轨波磨所导致的轮轨激振频率的范围的步骤通过以下方式实现：