軌道動剛度和「pinned-pinned」共振頻率檢測系統

2021-02-20 COINV東方所振動噪聲測試

軌道動剛度和「pinned-pinned」共振頻率檢測對與軌道相關的研究工作、新建線路的剛度設計工作以及線路的長期養護維修工作均具有重要的理論與現實意義，本項目通過設計軌道動剛度和「pinned-pinned」共振頻率檢測裝置，實現了對軌道剛度定頻、掃頻測量及鋼軌第一階「pinned-pinned」共振頻率在線測量。

實際運營時，列車以一定速度行駛在具有幾何不平順性的軌道結構上，施加在軌道結構的荷載為動荷載，軌道結構表現出的剛度為動剛度，此時軌道還會產生一種被稱為「pinned-pinned」的振動形式並輻射出噪聲。

隨著高速鐵路和重載技術的發展，軌道剛度檢測技術受到了國內外學者的高度重視，並取得了一定成果。但到目前為止，此類測量還多停留在理論假設下的間接測試階段。為了實現軌道剛度的實時測量，本項目專門設計出一套用於軌道剛度定頻、掃頻測量及鋼軌第一階「pinned-pinned」共振頻率可移動檢測系統。

鋼軌是一個質量較大的工程結構，振動響應信號一般較小，這使得激勵鋼軌存在困難。為了獲取高質量的頻響函數，必須選用高精度的測量與分析系統進行測量。本項目選擇北京東方所高信噪比的INV3062T0型24位雲智慧採集分析儀以及為本項目專門開發的在線分析系統從而保證了軌道動剛度和「pinned-pinned」共振頻率的測量精度。

對比分析之後本項目選擇用激振器進行激勵，固定裝置既能實現對激振器固定，並能對鋼軌有一定的預緊力，且便於現場攜帶。本項目通過不斷優化設計出專用三腳支架用於固定激振器，可靠性高並且移動方便，非常適合現場測試。 

利用力傳感器測試結構受力時，必須保證兩者之間是剛性連接。因為只有在剛性連接狀態下，力傳感器測量的數值才是真實的鋼軌所受的力，否則即為不可靠數據。

考慮安裝和移動便捷性，本項目摒棄卡箍方式而選擇電磁鐵連接力傳感器和鋼軌，電磁鐵一通電之後與鋼軌緊密相連，可視為剛性連接。這種連接方式方便、高效，連接如圖1所示。

本裝置設備採用北京東方振動和噪聲技術研究所研製的3062T0型24位智能信號採集處理分析儀、DASP V11動剛度和「pinned-pinned」共振頻率在線分析軟體、力傳感器系統（力傳感器、電磁鐵）、振動傳感器、激振系統（激振器、功率放大器、信號發生器、阻抗頭）等組成，其連接示意圖如圖2所示。

相關焦點

  • 詳述使用ABAQUS如何計算動剛度--實例解析
    原標題：詳述使用ABAQUS如何計算動剛度--實例解析 下面實例講述在abaqus中計算動剛度的詳細步驟： 如下圖所示，一根細長立方體，一端完全固定，在另一端的一個節點施加單位簡諧激振力。
  • NVH理論基礎 – 原點動剛度與加速度導納 IPI
    連接點動剛度是室內怠速噪聲與路面噪聲的重要影響因素。研究表明，反映連接點動剛度特性的原點加速度導納 IPI 對室內聲壓響應起主導作用，雖然車身內飾和室內空腔也影響室內聲壓，但若加速度導納特性差則很難通過後期其他的優化方法來達到提升整車NVH能的目的。因此車身各個安裝點的動剛度對車內振動和噪聲有著巨大的影響，對動剛度進行分析和優化具有十分重要的工程意義。
  • 共振是什麼原理 共振產生的條件
    但是根據專家分析，這一情況很可能會出現共振現象。那麼，共振是什麼原理?共振是怎麼產生的呢?和小編一起來看看吧!　　共振是什麼原理　　共振的原理是在同一物理系統在其自然的振動頻率下，趨於從周圍環境吸收更多能量
  • 軌道激勵頻率對轉向架搖枕動應力的影響
    一系軸箱彈性剪切墊、二系中央枕簧懸掛系統、兩側架之間的下交叉支撐裝置等採用彈簧單元模擬，其剛度如表1 所示。上心盤與下心盤採用位移耦合模擬，三組水平撐杆採用剛性單元模擬。建立的車輛彈性體整車模型如圖1 所示。整車模型總質量為100 t，總單元數為29 8467 個，總節點數為150 283 個。
  • 特斯拉發現了地球共振頻率？錯，沒有人能發現地球共振頻率
    一座大橋，經歷過無數考驗，數輛大卡車一同停在這座大橋上，這座大橋也絲毫不動，但有一天，一隊士兵踏著整齊的步伐走過，大橋坍塌了。人們分析原因才知道，士兵的步伐達到了大橋的共振頻率，才導致大橋坍塌了。共振頻率是非常可怕的一個概念，它可以沒有絲毫破壞力，但也可以擁有驚人的破壞力，如果有人能夠找到地球的共振頻率，那麼隨時都能將地球敲碎，歷史上一直都懷疑特斯拉找到了這個頻率。
  • 彈性模量及剛度關係
    >計算剛度的理論分為小位移理論和大位移理論。（3）分類及意義靜載荷下抵抗變形的能力稱為靜剛度。動載荷下抵抗變形的能力稱為動剛度，即引起單位振幅所需的動態力。如果幹擾力變化很慢（即幹擾力的頻率遠小於結構的固有頻率），動剛度與靜剛度基本相同。幹擾力變化極快（即幹擾力的頻率遠大於結構的固有頻率時），結構變形比較小，即動剛度比較大。
  • 每日一圖【宇宙的秘密】軌道共振
    軌道共振是天體力學中的一種效應與現象，是當在軌道上的天體於周期上有簡單（小數值）的整數比時，定期施加的引力影響到對方所產生的
  • 共振頻率的簡併
    某些振動方式的共振頻率相同時，就會出現共振頻率的重疊現象，稱為共振頻率的簡併。　　在出現簡併的共振頻率上，那些與共振頻率相當的聲音會被加強，造成頻率畸變，使人們感到聲音失真，產生聲染色。同時，這種簡併現象還將導致某些頻率的聲音能量，特別是低頻聲，在空間分布上的不均勻。
  • 高速鐵路無砟軌道路基沉降修復
    同時在軌道板和底座上設置振動傳感器，測試記錄軌道結構的豎向位移響應，測試結果如圖所示：根據測試結果，充填高聚物注漿材料之後，在動荷載的作用下，由於材料的彈性變形使豎向位移較注漿前有所增大；研究表明路基經過填充抬升後路基抬升後軌道結構的剛度下降了15%。
  • 共振對帶壓開孔工程施工的影響
    帶壓開孔機的共振是指帶壓開孔機的單個部件、組合部件的自然頻率。任何一件物體的所有結構都有共振頻率，如果使用足夠的力敲擊結構，結構會以自然頻率振動。一個物體或物體結構在它的三個方向上都會有共振頻率（水平、垂直、軸向）。由於激振力在共振頻率附近，共振會放大振動。
  • 壓電陶瓷諧振頻率的常見問題
    壓電陶瓷屬于振蕩機械系統，諧振頻率是在壓電陶瓷一端固定另一端自由移動狀態下採用非常低的電壓信號激勵下測得的。壓電陶瓷的諧振頻率是由壓電陶瓷的剛度以及其有效質量所決定的，也可以通過公式計算得出：當外部負載後壓電陶瓷的諧振頻率會改變嗎？
  • 今日舒曼共振指數(地球頻率)
    1889年美國工程師特斯拉在實驗裡發現地球的共振頻率接近8赫茲，1952年德國科學家舒曼在研究地球及其電離層的系統時也發現這個共振頻率
  • 地球有共振頻率嗎?
    理論上，物理結構都是有一個固有頻率或者叫共振頻率。由於不同的物理結構是由不同的原子組成，它們的固有頻率也不盡相同。如果強迫振動的頻率與物理結構的固有頻率相同，此時振動阻尼最小，能量傳輸最容易，將會導致物理結構發生巨大的振動，這就是共振的現象。有關共振現象比較有代表性的例子是19世紀的拿破崙士兵踏著整齊的部分過橋時，由於走路產生的振動頻率剛好符合大橋的共振頻率，最終導致橋梁坍塌。同理，地球也會有固有頻率，而且不止一個。
  • 今日舒曼共振指數(地球頻率)-20210114
    1889年美國工程師特斯拉在實驗裡發現地球的共振頻率接近8赫茲，1952年德國科學家舒曼在研究地球及其電離層的系統時也發現這個共振頻率
  • 請問結構動力學中常說的一階和二階,三階頻率或振型等是什麼關係?
    以一個n自由度的系統為例，其自由振動的動平衡方程如下。此時系統既沒有阻尼也沒有外荷載的激勵。式中 m 和 k 分別為系統 可看到：對於相同激勵，隨著系統模態阻尼比增大，系統的振蕩衰減更快，每周期耗散的能量也越大（結構應變能與位移的平方呈正比）。由於系統各階振動的廣義質量、廣義剛度、模態阻尼比和廣義荷載都是不一樣的，系統的總響應中，來自各階模態的「貢獻量」也是不一樣的。對於高階模態，當來自它們的貢獻已足夠小時就可以忽略。
  • 共振頻率與固有頻率相同嗎?詳細解析兩個概念
    而當我們用一個周期的力推這個單擺時，會發現，單擺的振幅是和這個力的頻率有關的，只有這個力的頻率和單擺的固有頻率相同時，振幅才最大，而這時就發生了共振現象。相應的頻率共振頻率。換句話講，共振頻率是指發生共振現象時的頻率。固有頻率和共振頻率的聯繫是什麼?
  • 石英晶體諧振頻率測量系統
    摘要：在石英晶振的生產過程中，切割後的晶振片需要對其共振頻率進行快速測量，並通過機械手按頻率分選。本文介紹了一種結合單片機、直接數字頻率合成器(DDS)和增益鑑相器的簡單石英晶振共振頻率檢測系統，利用晶振阻抗隨激勵信號頻率而變化的特性，在100ms內測得其共振頻率，控制成本的同時保證了一定的測量精度。
  • 【專題】「大媽」在橋上跳集體舞 專家:當心「共振」
    共振現象，可以完全避免嗎？「共振只是一種自然現象，就如同水與火，有利也有弊，不能完全避免。」汪正興認為，作為科研人，需加強相關領域研究，充分利用共振帶來的益處，並儘可能降低或消除其帶來的危害。有沒有不會發生共振的橋梁？「沒有不會共振的橋梁，除非是不會變形的絕對剛體。」
  • 如果發現地球共振頻率會怎麼樣?特斯拉:隨時可以敲碎地球
    一座大橋，經歷過無數考驗，數輛大卡車一同停在這座大橋上，這座大橋也絲毫不動，但有一天，一隊士兵踏著整齊的步伐走過，大橋坍塌了。人們分析原因才知道，士兵的步伐達到了大橋的共振頻率，才導致大橋坍塌了。如果發現地球的共振頻率，也是有可能敲碎地球的，歷史上發生過不止一次的共振頻率引起的事故，著名的塔柯姆大橋事件，就是因為側風引起了大橋的共振，導致大橋上下起伏；前些日子虎門大橋也發生了起伏，原因也是共振，不過虎門大橋是渦振，是自限性渦振，並不會造成多大損失，超過這一頻率之後就會消失。