基于应变电测法监测无缝钢轨纵向应力研究

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1、硕士学位论文基于应变电测法监测无缝钢轨纵向应力研究StudyonMonitoringLongitudinalStressinContinuousWeldedRailBasedonStrainElectricalMeasuringMethod国家‘‘十二五’’科技支撑计划项目(NO．2011BAG05802—03)资助作者姓名：学科、专业：学号：指导教师：完成日期：大连理工大学DalianUniversityofTechnology㈣幽本论文由国家“十二五"科技支撑计划项目子课题“分布式钢轨应力监测技术及无线传感网系统研发”(NO．2011BAG05

2、802-03)资助完成，特此感谢!大连理工大学学位论文独创性声明作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：基王廑变电测法鳖测玉缝鲴垫继自廑杰盈塞作者签名：4扯通一吼掣年』月产日大连理工大学硕士学位论文摘要无缝钢轨是由标准单元轨节焊接而成的，取消了传

3、统钢轨之间的连接接头，能够满足当今高速铁路运行舒适性需求，是被广泛采用的轨道结构形式。无缝钢轨线路在实际运营过程中，钢轨由于受列车的辗压，外界温度的变化等因素的影响，其内部会产生很大的纵向应力。钢轨的内部应力大于扣件和道床阻力时就会发生爬行，钢轨的爬行将导致无缝钢轨应力分布不均匀并且容易产生应力集中。钢轨应力过于集中将影响轨道的稳定性，实时监测钢轨应力状态对无缝线路的维护维修意义重大。本文采用应变电测法监测无缝钢轨的纵向应变和轨温，并以无线传感网的方式对应变和轨温数据进行传输，通过采集的应变和轨温数据解算钢轨纵向应力和锁定轨温的变化。对应变电测法的

4、测量方案进行了可行性研究，将应变传感器和温度传感器进行了合理的安装布局。根据无缝线路的现场工作环境研究了应变传感器的安装工艺。同时，为了提高应变传感器的安装效率、准确性和一致性，设计了应变片的安装位置划线器和安装压紧装置。在实验室进行了传感器的制作和集成，为了提高集成后的传感器测量单元长期测量的稳定性和准确性，对其进行了温漂测试和应力标定。在某城际高铁线路和某实验基地将集成后的传感器测量单元及其系统进行了安装布局。基于MATLAB设计了一种钢轨应力分析软件，将实验基地布局安装的26处监测点的数据进行了应力和锁定轨温变化的对比分析。监测结果显示，某城

5、际高铁的正线监测位置钢轨应力在一40～+75Mpa左右，实验基地临近钢轨接头的监测位置钢轨应力为_35Mpa左右。远离钢轨接头的监测位置钢轨应力较大并稳定在一30～+75Mpa左右。测得锁紧处钢轨的锁定轨温变化范围在±3℃以内，符合铁道标准对无缝线路锁定轨温变化范围的安全阈值规定。关键词：无缝钢轨；应变电测法；钢轨应力；锁定轨温；在线监测基于应变电测法监测无缝钢轨纵向应力研究StudyonMonitoringLongitudinalStressinContinuousWeldedRailBasedonStrainElectricalMeasurin

6、gMethodAbstractContinuousweldedrail(CWR)1Sweldedbystandardunitrailstogether，whichiscancelledconnectionjointsbetweentraditionalrails．Itisawidelyusedtrackformthatcanmeetthecomfortableneedsfortherapiddevelopmentofhigh—speedrailway．Thereisgreatlongitudinalstressinitwhentherailisaf

7、fectedbythewheelrolling，theambienttemperaturechangingandotherfactorsinoperating．Railcrawlingwillhappenwhentherailstressisbiggerthantheresistanceoffastenersandballastbed．Stressconcentrationandunevendistributioniswillbeproducedduetothecrawling，andthiswillaffectthestabilityofrail

8、track．Thereisagreatsignificancetomonitorthestateofrailstressi