测力轮对频域修正滤波器研究

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1、ｔ为务ｎ大每ＳＯＵＴＨＷＥＳＴＪｌＡＯＴＯＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ硕士学位论文ＭＡＳＴＥＲＤＩＳＳＥＲＴＡＴＩＯＮ．ｙｉ－‘．＞二论文题目正滤波器研究：４：测力轮对频域修Ｖ．学位类别工，：学项士学科专业：精密仪器及机械＼年级＾研究生：王晶指导教师：陈建政研究员２０１５年５月国内图书分类号：Ｕ２１１．５密级：公汗国际图书分类号：６２１西南交通大学研究生学位论文测力轮对频域修正滤波器研究年级２０１２级姓名

2、王逼申请学位级别工学硕士专业精密仪器及机械指导老师陈建政二零一五年五月十九日ＣｌａｓｓｉｆｉｅｄＩｎｄｅｘ：Ｕ２１１．５Ｕ．Ｄ１．Ｃ：６２ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｇｙＭａｓｔｅｒＤｅｒｅｅＴｈｅｓｉｓｇＲＥＳＥＡＲＣＨＯＮＲＥＶＩＳＩＯＮＡＲＹＦＩＬＴＥＲＩＮＦＲＥＱＵＥＲＹＤＯＭＡＩＮＯＦＩＮＳＴＲＵＭＥＮＴＥＤＷＨＥＥＬＳＥＴＧｒａｄｅ：２０１２Ｃａｎｄｉｄａｔｅ；ＷａｎｇＪｉｎｇＡｃａｄｅｍｉｃＤ

3、ｅｒｅｅＡｌｉｅｄｆｏｒ：ＭａｓｔｅｒＤｅｒｅｅｇｐｐｇＳｅｃｉａｌｉｔｙ；ＰｒｅｃｉｓｉｏｎＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔａｎｄＭｅｃｈａｎｉｓｍｐＳｕｅｒｖｉｓｏｒ；Ｐｒｏｆ．ＣｈｅｎＪｉａｎｚｈｅｎｐｇＭａ．１９２０１５ｙ，西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留，、使用学位论文的规定同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印

4、、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于．１．保密□，在年解密后适用本授权书；２。．不保密Ｑ／使用本授权书“十（请在以上方框内打）．学位论文作者签名：：王指导老师签名円期：感期：西南交通大学硕士学位论文主要工作（贡献）声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：本论文分析了车轮模态振动对测力轮对桥路输出的影响，并根据垂向和横向应变频响，设计了垂向和横向频域修正滤波器。该滤波器能够抵消高频轮轨力产生的模态共振对桥路输出的影响，使系统输出和输入呈线性关系。论文用频域

5、修正滤波器替代传统测力轮对系统的低通滤波器，通过此种方法可以拓宽测力轮对的测量频率范围。论文还研究了滤波器阶数对滤波器精度的影响，对不同阶数的滤波器产生的误差进行了分析，根据滤波器的精度要求选择了垂向频域修正滤波器和横向频域修正滤波器的阶数，并利用仿真数据验证了算法的可行性和有效性。立进行研究工作所得的成本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。

6、一本人完全了解违反上述声明所引起的切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：円期：西南交通大学硕士研究生学位论文ｍｉＭ摘要，随着铁路逐步向高速化和重载化的方向发展铁路运输业也迈进了薪新的时代。车辆运输速度和运载重量的円益提高和增加，对铁路运输系统提出了更高的要求，传一统的轮轨系统面临着新的考验，包括轮轨之间的相互作用增强、车辆轨道系统的振动加剧，这些都会对列车运行的安全性、舒适性产生很大的影响。轮轨力是评判铁道一车辆运行安全性和稳定性的重要参数，所以对轮轨力的精确测量是个很重要的课题。

7、目前最直接最准确的轮轨力测量方法是测力轮对的研究方法，但是测力轮对的研究方法只适合对低频轮轨力的测量，因为根据模态振动理论，当车轮受到某些高频激一１振力时，会产生模态共振，对车轮的桥路输出产生很大的干扰５８。ＵＩＣ标准采用个截止频率为２０Ｈｚ的低通滤波器对信号进行低通滤波，滤掉高频信号，这样就不能对频率在２０Ｈｚ以上的信号进行测量。本文采用设计频域修正滤波器来替代低通滤波器，频域修正滤波器能够实现对共振模态产生的干扰进行修正，使系统的应变输出和轮轨力输入保持线性关系，，这样就可以扩展测力轮对的测量范围使测

8、力轮对的研究方法同样能够对高频轮轨力进行测量。本文的内容安排，首先进行文献综述，对比国内外研究方法，提出本文的研究方，，法。对车轮进行有限元建模计算车轮自由模态计算车轮共振频率和模态振型；分－别对车轮施加幅值为ｌＯｋＮ，频率范围为０２０００ＨＺ的