机械工程学报

作者：吴养民, 任尊松, 李俊杰, 杨广雪, 董磊, 陈晓峰

单位：1. 北京交通大学机械与电子控制工程学院 北京 100044;2. 中车长春轨道客车股份有限公司 长春 130062;3. 中车株洲电力机车有限公司 株洲 412001

关键词：地铁构架,载荷,加速度,谱关系,等效载荷；

基金：国家自然科学基金(U2368215，52205085)和中国铁道科学研究院集团有限公司科研(2022QT001)资助项目。

地铁构架承受多源载荷引起构架损伤，台架试验评估损伤需要获得构架真实服役载荷，采用测力构架法识别构架真实服役载荷目前已经取得阶段性进展。但是，测力构架法较为复杂，需要大量前期准备工作，如确定载荷识别点、粘贴应变计、标定桥路系数以及封装测力构架等。实际上，构架承受的载荷与其振动加速度密切相关。以某型地铁构架为研究对象，通过实际线路测试垂向载荷和振动加速度，对比分析两种信号的时频域相关性、特征值分布规律以及谱相似性等，建立构架垂向载荷与振动加速度之间的谱关系，基于等损伤原则验证通过振动加速度建立垂向载荷谱的有效性。研究结果表明，不同服役环境下，两类信号时频域振动趋势基本一致，在构架自振频率和低阶弹性模态频率处振动反馈一致，时域内呈强相关，主频范围内高度相干。两类信号值分布范围大致相同且概率密度分布曲线峰部形态具有高度一致性。在两类信号谱形状高度相似的前提下，引入幅值放大系数和谱长度变异系数建立谱关系，以此获得的等效载荷与实测等效载荷的比值介于1.06～1.25，满足构架疲劳评估要求。研究工作对地铁构架载荷谱建立具有重要的工程意义。

来源：2024年第14期

《机械工程学报》期刊编辑部

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