轨道应力检测系统设计研究
随着地铁及高速铁路的快速发展，在轨道后期维护中，检测出钢轨温度应力对预防钢轨胀轨及断裂至关重要，及时地消除这种隐患对列车行驶安全起到重要的保障作用。本课题基于巴克豪森效应的基本原理，结合应力对巴克豪森噪声信号的影响，完成了地铁及高速铁轨道应力检测设备的开发研制工作。 本文首先以电磁学为理论基础，深入分析了巴克豪森信号产生的机理，并分析了拉应力和压应力对巴克豪森信号的影响。接着结合地铁及高速铁路的需求，设计完成了设备研制的总体方案，方案包括硬件、软件以及应力标定实验研究。其中硬件包括传感器整体以及夹具的设计、激励信号发生模块、信号调理模块、数据采集模块、电源模块以及智能控制模块等。软件包括嵌入式软件程序设计、上位机与下位机的串口通信设计、针对地铁及高速铁路的应用软件设计以及数据采集处理程序设计等。应力标定实验研究方面首先确定了钢轨应力检测设备的相关参数，主要包括采样频率、采样时间、激励信号的幅值与频率，滤波器频段等；接着重点分析研究了温度对巴克豪森信号的两个方面影响，提出了一种新的特征值横纵比，有效的减弱温度本身对巴克豪森信号的影响；然后通过对钢轨加载不同负荷实验，完成了应力的定量标定，确定了应力与横纵比间的关系方程；最后通过对在役钢轨进行应力检测，求出测量值与估算值的差别，并分析产生这种差别的原因。
高速铁路;轨道检测;数据处理;嵌入式系统
南京航空航天大学
硕士
测试计量技术及仪器
王平
2015
中文
U238;U216.3
85
2015-12-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）