[发明专利]轮轨力轨旁监测方法及系统

权利要求书

1.一种轮轨力轨旁监测方法，其特征在于，包括：

步骤S1、建立不同偏移位置下纯横向载荷、纯垂向载荷的钢轨轨腰两侧应变矢量运算响应；具体包括：

S11、相同的垂向载荷作用在轨顶不同位置时，轨腰两侧应变矢量和相同，轨腰两侧应变矢量差则与垂向载荷作用在轨顶的位置有关且呈线性关系；

S12、在轨顶作用横向载荷时，轨腰两侧应变矢量和始终为0，轨腰两侧应变矢量差与横向载荷呈线性关系；

步骤S2、基于实际轨道产生应变由横向和垂向载荷共同叠加引起，构建基于三点轨腰断面、四组应变矢量解算的轮轨载荷作用力大小与空间作用位置关系的方程组；

步骤S3、在轨旁两侧确定三点轨腰断面并分别部署相应的四组应变片组，将四组应变片组已知的位置参数、所施加的轮轨载荷作用力参数、以及根据相对应测量值所得出的各组应变片组所得出的应变矢量和差代入上述步骤S2的方程组中求解轮轨力与作用位置之间的对应关系；其中，至少一组应变片组采用全桥惠斯通电路求解应变矢量和或应变矢量差。

2.根据权利要求1所述的轮轨力轨旁监测方法，其特征在于，所确定的三点轨腰断面及相应的四组应变片组的部署位置具体为：

第一应变片组与第二应变片组被水平对称布置于轨腰横截面中心点上方；

第三应变片组安装于轨腰横截面中心点两侧；

第四应变片组安装于轨腰横截面中心点下方两侧；

所述第一、第二应变片组到第三应变片组的距离与第四应变片组到第三应变片组的距离相等。

3.根据权利要求1或2所述的轮轨力轨旁监测方法，其特征在于，所述将四组应变片组已知的位置参数、所施加的轮轨载荷作用力参数、以及根据相对应测量值所得出的各组应变片组所得出的应变矢量和差代入上述步骤S2的方程组中求解轮轨力与作用位置之间的对应关系具体包括：

通过组装高精度轮辐式负荷传感器，利用握轨加载试验机对轨道施加横向作用力与垂向作用力，根据B19S称重显示器分别施加至不同规定数值；通过仿真模拟加载不同偏移下不同大小的纯横向载荷、纯垂向载荷，观察四组应变仪矢量读数，计算出四组应变矢量和差对应关系；

通过四组应变矢量和差对应关系，计算应变矢量和差与轮轨横向作用力、垂直作用力之间的对应关系；

通过应变矢量和差与轮轨横向作用力、垂直作用力之间的对应关系，计算轮轨力与作用位置对应关系。

4.根据权利要求1或2所述的轮轨力轨旁监测方法，其特征在于，在采用全桥惠斯通电路求解应变矢量和或应变矢量差的应变片组中，每个全桥电路均由四个应变片组成并对称分布于轨腰横截面中心点两侧，各应变片互成90°粘贴于轨腰表面处。

5.根据权利要求3所述的轮轨力轨旁监测方法，其特征在于，在采用全桥惠斯通电路求解应变矢量和或应变矢量差的应变片组中，每个全桥电路均由四个应变片组成并对称分布于轨腰横截面中心点两侧，各应变片互成90°粘贴于轨腰表面处。

6.根据权利要求5所述的轮轨力轨旁监测方法，其特征在于，还包括：

步骤S4、将所述步骤S3计算得出的轮轨力与作用位置之间的对应关系与实际测量关系进行比较，根据比较结果对所计算出的轮轨力与作用位置之间的对应关系进行修正。