基于瞬态冲击响应的板式无砟轨道裂缝识别研究

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1、密级：公开Z工学硕士学位论文基于瞬态冲击响应的板式无砟轨道裂缝识别研究StudyonCrackIdentificationofSlabTrackBasedonTransientImpactResponse培养单位：土木工程学院专业：道路与铁道工程研究生：孙海莉指导教师：张晓东副教授二○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

2、。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守此规定)作者签名：日期：导师签名：日期：摘要板式无砟轨道结构在复杂的服役环境中常常

3、会发生各种损伤，损伤的出现直接影响列车的安全运营。就轨道板而言，存在多种荷载作用下的裂缝损伤。损伤会改变结构的动力特性，若不及时掌握损伤状态并采取处理措施，会引发事故的发生。因此对无砟轨道结构裂缝损伤进行识别显得尤为重要，其中最关键的阶段是对裂缝损伤程度的判别。(1)利用自制加载装置在存在裂缝损伤的轨道板上开展瞬态冲击试验，研究各加载点与测点布置方案，以试验分析结果，验证利用瞬态冲击方法对测点布置进行比选的可行性，并为有限元仿真模拟提供指导。(2)建立板式无砟轨道结构有限元模型，通过弹性模量折减法模拟裂缝的不同损伤程度。以瞬态冲击作

4、用下各测点的响应信号为基础，利用时频分析方法、相关程度分析方法与传递特性分析方法，研究并提取与裂缝损伤程度存在良好映射关系的特征指标。(3)为保证高效识别损伤，减少信息交叉冗余，应用主成分分析，进一步优化特征指标，确定对损伤敏感性好、规律性强的表征参数，以用于裂缝识别研究。(4)结合损伤特征参数与BP神经网络的模式识别方法对裂缝损伤程度进行识别研究，并利用实验下不同裂缝损伤工况的响应信号处理结果验证所研究方法的适用性与可行性。关键词：板式无砟轨道；裂缝；瞬态冲击；特征指标；神经网络；识别AbstractThestructureofs

5、labtrackhasalotofdamageinthecomplexserviceenvironment,whichdirectlyaffectsthesafeoperationofthetrain.Asfarastheorbitalplateisconcerned,therearemanykindsofcrackdamageundertheactionofload.Theexistenceofdamagewillchangethedynamiccharacteristicsofthestructure.Failuretogras

6、pthedamagestatusandtaketreatmentmeasureswillcauseaccidents.Therefore,itisveryimportanttoidentifythecrackdamageofslabtrackstructure,andthemostcriticalstageistodiscriminatethedegreeofcrackdamage.(1)Byusingtheself-madeloadingdevicetocarryoutthetransientimpacttestonthetrac

7、kplatewithcrackdamage,thearrangementofeachloadingpointandthemeasuringpointsarestudied,thefeasibilityofusingtransientimpactmethodtocompareandselectthearrangementofmeasuringpointsisvalidatedbyanalysisresultsofthetestmeasurement,andprovidestheinstructionforthefiniteelemen

8、tsimulation.(2)Thefiniteelementmodelofslabtrackstructureisestablished,andthedifferentdamagedegreeofcrackissimulatedby