專利名稱：鐵路無(wú)縫線路鋼軌縱向力測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于交通技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種能測(cè)定鐵路無(wú)縫線路鋼軌縱向力的設(shè)備，尤指能識(shí)別鐵路無(wú)縫線路是否處于穩(wěn)定狀態(tài)的一種無(wú)損檢測(cè)裝置。
本實(shí)用新型的鐵路無(wú)縫線路鋼軌縱向力測(cè)試裝置，由測(cè)試部份和計(jì)算分析組成，其中，測(cè)試部份由力錘4、位移傳感器2、應(yīng)變儀5組成，分析部分是計(jì)算機(jī)6。位移傳感器2粘貼在鋼軌1底部中間，位移傳感器2的兩根引出線接入應(yīng)變儀5橋盒上，應(yīng)變儀5輸出線與計(jì)算機(jī)6相聯(lián)。力錘4對(duì)鋼軌1荷載激勵(lì)，使鋼軌1產(chǎn)生自由振動(dòng)。
本實(shí)用新型的位移傳感器2可用應(yīng)變片作為位移響應(yīng)，將位移信號(hào)通過(guò)應(yīng)變儀5放大后至計(jì)算機(jī)6分析鋼軌1的自振頻率。
本實(shí)用新型的計(jì)算分析可以采用譜分析儀。
本實(shí)用新型的基本原理是根據(jù)彈性動(dòng)力學(xué)原理，在不同的軸向靜載荷作用下，梁結(jié)構(gòu)的橫向自振頻率將會(huì)發(fā)生改變。通過(guò)測(cè)定梁結(jié)構(gòu)的橫向自振頻率即可獲得梁中的軸向載荷，當(dāng)在一定的軸向靜壓載荷下，梁的自振頻率變化率隨著載荷的增加而加大，梁結(jié)構(gòu)接近橫向失穩(wěn)時(shí)，梁結(jié)構(gòu)的橫向自振頻率趨于零。在無(wú)縫線路中，采用激勵(lì)的方法測(cè)定鋼軌的橫向自振頻率，根據(jù)自振頻率的大小即可獲得鋼軌中的縱向力，當(dāng)鋼軌自振頻率較小時(shí)，可以判斷無(wú)縫線路軌道即將處于失穩(wěn)狀態(tài)。
本實(shí)用新型裝置的工作過(guò)程如下在無(wú)縫線路鋼軌1底部中間粘貼位移傳感器，為了保證測(cè)試的靈敏度，應(yīng)將位移傳感器兩端的鋼軌扣件8松開(kāi)，同時(shí)抽出在鋼軌軌底的橡膠墊板7。對(duì)鋼軌1的沖擊荷載激勵(lì)采用力錘4來(lái)實(shí)現(xiàn)。通過(guò)激勵(lì)，使無(wú)縫線路鋼軌1產(chǎn)生自由振動(dòng)，位移傳感器2對(duì)振動(dòng)進(jìn)行采集，所采集的信號(hào)通過(guò)應(yīng)變儀5放大，將應(yīng)變儀5信號(hào)輸入到計(jì)算機(jī)，然后在計(jì)算機(jī)中通過(guò)FFT軟件(快速幅里埃變換軟件)對(duì)該信號(hào)進(jìn)行譜分析，以確定鋼軌的自振頻率。該數(shù)據(jù)可與已有標(biāo)定數(shù)據(jù)曲線進(jìn)行對(duì)比，判斷所測(cè)試點(diǎn)鋼軌中的縱向力大小，并預(yù)測(cè)無(wú)縫線路的穩(wěn)定性。標(biāo)定數(shù)據(jù)的獲取可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)室內(nèi)對(duì)各種軌道結(jié)構(gòu)類型(如不同的鋼軌、不同的軌枕等)和在各種鋼軌縱向力條件下進(jìn)行標(biāo)定后得到相應(yīng)的標(biāo)定曲線，該標(biāo)定曲線可以儲(chǔ)存于計(jì)算機(jī)中進(jìn)行自動(dòng)對(duì)比，在標(biāo)定曲線中應(yīng)注明鋼軌的失穩(wěn)區(qū)段。
本實(shí)用新型是一種不影響現(xiàn)有軌道結(jié)構(gòu)和列車運(yùn)行的測(cè)定無(wú)縫線路鋼軌縱向力的無(wú)損檢測(cè)裝置，所得到的值就是測(cè)試點(diǎn)處的鋼軌中的實(shí)際縱向力的大小。裝置簡(jiǎn)單，操作方便，測(cè)試時(shí)間短，能在現(xiàn)場(chǎng)直接測(cè)試判斷，不需要進(jìn)行專門(mén)標(biāo)定。有著廣闊的應(yīng)用前景。
圖中標(biāo)號(hào)1為鋼軌，2為位移傳感器，3為位移傳感器引出線，4為力錘，5為應(yīng)變儀，6為計(jì)算機(jī)，7為橡膠墊板，8為扣件。
實(shí)施例，位移傳感器型號(hào)為6M92，位移傳感器的頻率響應(yīng)上限為1000Hz。將位移傳感器引出線連至應(yīng)變儀，應(yīng)變儀與計(jì)算機(jī)連接，應(yīng)變儀型號(hào)為DF611型，計(jì)算機(jī)采用586PC機(jī)，力錘沖擊力控制在10KN，F(xiàn)FT軟件為常規(guī)運(yùn)算程序，可以通過(guò)市購(gòu)獲得。測(cè)試時(shí)，力錘的荷載激勵(lì)鋼軌產(chǎn)生自由振動(dòng)，由應(yīng)變儀將信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，若待測(cè)鋼軌的橫向自振頻率趨于零，則其橫向失穩(wěn)。
權(quán)利要求1.一種鐵路無(wú)縫線路鋼軌縱向力測(cè)試裝置，由力錘(4)、位移傳感器(2)、應(yīng)變儀(5)、計(jì)算機(jī)(6)組成，其特征是位移傳感器(2)粘貼在鋼軌(1)底部中間，位移傳感器(2)引出線(3)聯(lián)應(yīng)變儀(5)的橋盒，應(yīng)變儀(5)輸出線聯(lián)計(jì)算機(jī)(6)，力錘(4)是對(duì)鋼軌施以荷載的部件。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路無(wú)縫線路鋼軌縱向力測(cè)試裝置，其特征在于鋼軌上的位移傳感器是應(yīng)變片。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的鐵路無(wú)縫線路鋼軌縱向力測(cè)試裝置，其特征于應(yīng)變儀聯(lián)譜分析儀。
專利摘要本實(shí)用新型屬于交通技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種能測(cè)定鐵路無(wú)縫線路某區(qū)段內(nèi)鋼軌中縱向力并能識(shí)別無(wú)縫線路軌道在縱向力作用下是否處于穩(wěn)定狀態(tài)的無(wú)損裝置，其原理是根據(jù)在鋼軌中作用的縱向力不同，對(duì)應(yīng)鋼軌中的自振頻率會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化，尤其是當(dāng)無(wú)縫線路在縱向力作用下接近失穩(wěn)狀態(tài)時(shí)，鋼軌的縱向自振頻率會(huì)接近于零。這樣通過(guò)用沖擊荷載激勵(lì)鋼軌產(chǎn)生自由振動(dòng)，通過(guò)測(cè)定鋼軌中的自振頻率的大小，與標(biāo)準(zhǔn)值相比較，可以得到所測(cè)定區(qū)域無(wú)縫線路軌道鋼軌中的縱向力的大小，判斷此時(shí)軌道結(jié)構(gòu)是否處于穩(wěn)定狀態(tài)。
文檔編號(hào)E01B35/00GK2550407SQ02217999
公開(kāi)日2003年5月14日 申請(qǐng)日期2002年6月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年6月7日
發(fā)明者羅雁云, 李莉 申請(qǐng)人:同濟(jì)大學(xué)