[发明专利]轨道车辆关键部件状态测试装置、系统及方法

权利要求书

1.一种轨道车辆关键部件状态测试方法，其特征是：包括以下步骤：

确定轨道车辆结构，分析车辆结构各部分服役条件，确定被测点和相应的被测参数；

按照被测点和被测参数，确定采集模块类型、数量和布设位置，形成布设方案；

获取布设方案中的各采集模块的采集数据，对采集数据进行分类处理，得到测试结果；

对测试结果进行分析，去除测试结果中不符合要求的采集模块，优化布设方案，利用优化后的布设方案对轨道车辆关键部件进行状态测试。

2.如权利要求1所述的一种轨道车辆关键部件状态测试方法，其特征是：确定轨道车辆结构，分析车辆结构各部分服役条件，确定被测点的方式选用以下几种方式中的至少一种：

(1)通过对轨道车辆承载部件仿真计算分析，将静应力超过设定阈值的部位考虑为易失效部位，作为被测点；

(2)通过分析连接部位的局部结构，将存在超过预定阈值应力集中的部位考虑为易失效部位，作为被测点；

(3)根据承载结构的振动特性，结合线路激扰情况确定结构上动态变形集中的部位，结合车辆运行中可能承受超过阈值的动载荷的部位，考虑为易失效部位，作为被测点；

(4)获取同类型轨道车辆在以往疲劳试验和运用中曾出现过疲劳裂纹的部位，考虑为易失效部位，作为被测点。

3.如权利要求2所述的一种轨道车辆关键部件状态测试方法，其特征是：确定被测点和相应的被测参数的具体过程包括：根据被测点的选用路径，确定该被测点的被测参数为载荷或/和动应力相关参数。

4.如权利要求1所述的一种轨道车辆关键部件状态测试方法，其特征是：按照被测点和被测参数，确定采集模块类型、数量和布设位置包括以下要求：

(1)针对静应力超过设定阈值的部位和超过预定阈值应力集中的部位，布置光纤应变传感器；

(2)针对动态变形集中部位、超过设定阈值动载荷部位和曾出现过疲劳裂纹的部位，布置光纤应变传感器和光纤加速度传感器；

(3)每个测试部位均布置光纤温度传感器；

(4)相距距离小于设定值的传感器之间布置为串联形式。

5.如权利要求1所述的一种轨道车辆关键部件状态测试方法，其特征是：形成布设方案时，针对温度和应变测量范围需要，利用串联式多参量光纤光栅传感器阵列进行测试，所述阵列包括安装在各被测点的温度传感器、应变传感器和加速度传感器。

6.如权利要求1所述的一种轨道车辆关键部件状态测试方法，其特征是：形成布设方案时，针对轨道车辆检测环境要求，对各传感器和连接光缆进行封装和保护。

7.如权利要求6所述的一种轨道车辆关键部件状态测试方法，其特征是：保护措施包括：用固定件将光缆进行初步固定，用保护涂料对光缆、传感器进行多次涂覆保护；

在传感器外侧设置保护套。

8.如权利要求1所述的一种轨道车辆关键部件状态测试方法，其特征是：对采集数据进行分类处理的过程包括对温度传感器、应变传感器和加速度传感器的若干种采集数据进行分别处理。

9.如权利要求8所述的一种轨道车辆关键部件状态测试方法，其特征是：对于温度传感器的采集数据，利用移动平均滤波器进行低通滤波，将波长值转化为温度值；

对于应变传感器的采集数据，将波长值转化为应变值，计算测试部位的主应变值，结合材料弹性模量，将应变值转化为应力值，进行阈值比较，判断当前结构的载荷状态；

对于加速度传感器的采集数据，将波长值转化为加速度，利用巴特沃斯高通滤波器进行高通滤波，进行阈值比较，判断轨道车辆运行是否产生过载振动，进行频谱分析，获得振动频率分布曲线。