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钢轨裂纹远程在线监测系统

作　者: 曾杰
导　师: 唐德尧
学　校: 湘潭大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 钢轨裂纹 钢轨模型 仿真 监测系统 现场试验
分类号: U213.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 22次
引　用: 0次
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内容摘要


随着轨道交通运行速度的提高,钢轨在线状态的监测技术越来越受到重视,因为钢轨的在线状态直接影响着列车行车安全,而现有监测钢轨在线状态质量的方法和设备已经不能适应铁路工务部门的需要,因此迫切需要一种新的监测速度快、精度高的监测设备。本文是在航空航天608研究所和唐智科技有限公司以及长沙机务段的支持和资助下,通过认真调研和深入分析目前国内和国外普遍使用的钢轨裂纹监测设备和方法的基础上,完成了一种全新的钢轨裂纹远程在线监测系统的方案设计、理论和可行性试验分析。该系统利用列车车轮经过钢轨裂纹时必然引起的冲击信息,通过加入自动诊断模块和将监测数据导入地面分析软件进行分析等方式,克服了现有钢轨裂纹监测设备和方法只能在靠近钢轨裂纹的位置进行直接监测的缺陷,验证了精确实现远程在线监测钢轨裂纹的可行性,提高了监测设备的监测效率,降低了误检、漏检的可能性。本文的主要工作为：1、阅读了较为全面的钢轨裂纹监测设备和方法的相关资料,比较系统的掌握了现有国内和国外主要应用的钢轨裂纹监测设备和方法。2、建立了钢轨受冲击的模型,通过分析仿真的结果,并且将仿真结果与WFE方法计算得到的结果进行比对,验证了监测系统的可行性。3、研究了防止列车车轮可能造成监测系统误诊的机理,并编写了相关防误诊的判据。为地面分析人员提供判据,并编写了通讯部分的程序模块。运用“轮轨冲击”原理,“冲击波传播”原理,完成了钢轨裂纹远程在线监测系统的设计。4、通过在长沙机务段的现场试验,以及在试验室的条件下模拟输入列车车轮经过钢轨裂纹时引起的冲击脉冲和干扰信号,对试验结果进行了分析,验证了本监测系统实现钢轨裂纹远程在线监测的可行性。

全文目录


摘要  4-5
Abstract  5-8
第1章 绪论  8-17
  1.1 课题研究背景  8-9
  1.2 课题的来源和意义  9
    1.2.1 课题的来源  9
    1.2.2 课题的意义  9
  1.3 钢轨基本属性及监测方法与设备的发展概况  9-16
  1.4 本文的主要研究目标与内容  16-17
第2章 钢轨裂纹的监测原理分析  17-23
  2.1 钢轨裂纹的监测原理分析  17-19
  2.2 钢轨裂纹监测的仿真分析  19-22
    2.2.1 仿真模型  20-21
    2.2.2 仿真结果  21-22
  2.3 本章小结  22-23
第3章 钢轨裂纹远程在线监测系统的总体设计方案  23-35
  3.1 系统功能及设计任务简介  23-25
    3.1.1 系统功能  23
    3.1.2 设计任务  23-25
  3.2 监测功能及其设计原理  25-27
    3.2.1 公里标  25-26
    3.2.2 钢轨在线状态的监测  26-27
  3.3 系统的总体结构  27-33
    3.3.1 系统的功能框架  27-28
    3.3.2 传感器网络  28
    3.3.3 信号处理模块  28-30
    3.3.4 模数转换模块(采集模块)  30-31
    3.3.5 数据通讯模块  31-32
    3.3.6 诊断主机模块  32
    3.3.7 地面诊断分析模块  32-33
  3.4 系统总体结构方案  33
  3.5 系统的整体设计方案简介  33-34
  3.6 本章小结  34-35
第4章 钢轨裂纹远程在线监测系统的具体实现方案  35-45
  4.1 监测系统的硬件总体组成  35
  4.2 高速数据采集卡的硬件实现  35-40
  4.3 数据通讯模块的实现  40-43
  4.4 诊断主机的实现  43-44
  4.5 本章小结  44-45
第5章 现场试验及试验结果  45-54
  5.1 钢轨裂纹远程在线监测系统的现场试验  45-49
    5.1.1 试验步骤  45-49
    5.1.2 试验结果  49
  5.2 钢轨裂纹远程在线监测系统的自动诊断模块的模拟试验  49-53
    5.2.1 试验步骤  49-53
    5.2.2 试验结果  53
  5.3 本章小结  53-54
第6章 总结与展望  54-56
  6.1 主要工作内容及成果  54-55
  6.2 展望  55-56
参考文献  56-58
附录A 攻读学位期间发表的论文目录  58-59
附录B 仿真程序  59-62

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中图分类: > 交通运输 > 铁路运输 > 铁路线路工程 > 线路构造 > 钢轨
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