基于瞬态冲击响应的CRTS Ⅱ型板式无砟轨道脱空检测方法研究

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1、密级：公开论文类型：应用研究工程硕士学位论文基于瞬态冲击响应的CRTSII型板式无砟轨道脱空检测方法研究ResearchonVoidDetectionMethodofCRTSIISlabTrackBasedonTransientImpulseResponse培养单位：交通运输学院专业领域：交通运输工程学生姓名：武思思校内导师：张晓东副教授校外导师：郑贺民高级工程师二○一八年六月独创性声明本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰

2、写过的研究成果，也不包含为获得石家庄铁道大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。签名：日期：关于论文使用授权的说明本人完全了解石家庄铁道大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向有关部门送交论文的复印件和电子版本，允许论文被查阅和借阅，同意学校将论文加入《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》和编入《中国学位论文全文数据库》。本人授权石家庄铁道大学，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文，可以公布论文的全部或部分内容。(保密的论文在解密后应遵

3、守此规定)作者签名：日期：导师签名：日期：摘要CA砂浆脱空是目前CRTSII型板式无砟轨道最为突出的病害之一，现有手段难以对脱空进行有效检测，针对这一问题，本文对冲击荷载作用下的无砟轨道损伤前后的动力响应特征进行了研究，提出了一套基于瞬态冲击响应的无砟轨道脱空识别方法。通过对冲击荷载下轨道板的振动响应变化规律分析，提取了损伤特征指标进行脱空识别，为CA砂浆脱空检测提供了一种新的思路和方法。主要研究内容如下：(1)根据无砟轨道板振动响应特征对加载方案和测点布置方案进行优化选取，并依据不同结构状态的轨道板振动响应差异性，进行了基于瞬态冲

4、击响应的无砟轨道脱空检测方法的可行性研究。(2)对建立的三维有限元仿真模型设置不同工况，提取冲击荷载作用下的无砟轨道板振动响应加速度数据，初步分析了信号特征。(3)采用小波包频带能量、奇异值、信息熵以及皮尔森相关系数、振动传递率的损伤特征提取方法，从多角度对仿真加速度信号的脱空特征指标进行分析和优选，最终选取了无砟轨道脱空特征高敏感性指标。(4)通过主成分分析对预选的无砟轨道脱空特征指标进行降维处理，形成新的脱空识别指标。用支持向量机建立了脱空类别损伤检测辨识模型。将主成分分析计算后的样本数据输入支持向量机中，实现了脱空类型的辨识，

5、提高了检测精度，降低计算量。(5)进行实尺无砟轨道结构缺陷模型试验验证，对实测试验数据损伤特征提取，运用主成分分析结合支持向量机的方法，有效地识别了脱空，验证了基于瞬态冲击的无砟轨道脱空识别方法的适用性。关键词：瞬态冲击；无砟轨道板；脱空；特征提取；主成分分析；支持向量机AbstractTheCAmortarlayervoidisoneofthemostseriousdiseasesofCRTSIIslabtrackatpresent.Itisdifficulttodetectvoidseffectivelybyexistingm

6、ethods.Tosolvethisproblem,thispaperstudiedthedynamicresponsecharacteristicsofballastlesstrackbeforeandaftertheimpactload,asetofmethodsforidentifyingvoidsofballastlesstrackbasedontransientshockresponsewasproposed.Byanalyzingthevibrationresponseofthetrackboardundertheimp

7、actload,thedamagecharacteristicindexwasextractedtoidentifythevoid,whichprovidesanewideaandmethodfortheCAmortars.Themainresearchcontentsareasfollows:(1)Accordingtothevibrationresponsecharacteristicsofballastlesstrack,theloadingschemeandthemeasurementpointlayoutschemewer

8、eoptimizedandselected.Accordingtothedifferenceofthevibrationresponseofthetrackboardwithdifferentstructuralstates,thef