Способ определения спектральной плотности вертикальных возмущений рельсового пути и его амплитудночастотной характеристики Советский патент 1979 года по МПК E01B35/12 

Ускорениемеры 1 и 2 укреплены на буксах колесной пары 3 с цилиндричес кими поверхностями катания колес. Оси чувствительности ускорениемеров направлены вертикально. При прокатывании по рельсам колесной пары со скоростью Vf ускорениемеры вырабатывают сигналы yj и у пропорциональны второй производной перемещений букс Эти сигналы преобразуются в процессы : д и д соответственно подпрыгивани и качки колесной пары по формулам: , nuiiML 4,f а где а - расстояние между датчиками на буксах, после чего процессы запи сываются в запоминающее устройство. Затем колесную пару по этому же уча стку прокатывают со скоростью УдИ в запоминающее устройство записываются процессы д и j, находятся сгпектральные плотности- процессов и по вышеприведенным соотношениям спектраль ные плотности вторых производных симметричнойфСси и ассиметричной ф fo) составл)1ющих вертикальных возмущений и амплитудно-частотные характеристики пути |w(u)| и 1 w((ij)| соответственно для двух форм колебаний колесной пары - подпрыгивание и качки. : . Способ определения спектральной плотности вертикальных возмущений рельсового пути и его амплитудночастотной характеристики заключается в том, что по участку пути со скоростью V прокатывают колесную пару с колесами, имеющими цилиндрическую поверхность катания, замеряют верти кальные ускорения ее букс и на осно вании замеров определяют спектральную плотность qp,(aj) , затем по этому участку пути упомянутую колесную па Ру прОкатьшают со скоростью Vg , замеряют ускорения, букс и определяют спектральную плотность ср(ш) , а затем производят преобра.зования по со отношениям: Ф|(«)-; J : г cp,( . гдёо)ь(и) иор|(с.И| - уточненные значения спектральной плотности второй производной вертикальных возмущений при скорости V( соответственно при частотах UL и otw Iw(oj) 1 - усредненная амплитудно-частотнаяхарактеристика пу ,ти; -1 и - круговая частота. Так как амплитудно-частотная хаактеристика пyти|w(u))| незначительо зависит от скорости, то для линейой стационарной систе1 ы можно заисать:qSiM jWCob) )|W((U) () W( - усредненный для данного участка пути квадрат амплитудно-частотнойхарактеристики пути от неровности пути к перемещениям колесной пары одинаковых для обеих скоростей движения V и V, ; ср(() iiqp,(6L) спектральные плот л2tSf f rntr т у ности временной реализации второй производной вертикальных возмущений при скорости V и Vg соответственно; . ш - круговая частота. Спектральные плотности Ф Ct и «о) характеризуют неровност. рельсового пути, не зависящую от колебаний колесной пары на пути и колебаний обрессоренных масс экипажа. Неровность рельсового пути 5() (х - координа.та по длине пути) неизменна при всех скоростях движения, поэтому спектральные плотности временных реализаций второй производной вертикальных возмущенийф (tj) и .ф (oj) связаны уравнением: 5а ))) где oi cpfc (k.L) - спектральная плотность вторс1й производной вертикальных возмущений при частоте с«и Из соотношений (1) и (2) следует, удовлетворяет функциональному уравнению: ( 3) а амплитудно-частотная характеристика находится по формуле:. где )(и) - спектральная плотность вертикальных возмущений при скорости V соответственно при частотах(и и otOJ, Спектральная плотность p(J) не зависит от колебаний колесной пары на пути и колебаний обрессоренных масс экипажа и по этой причине более точно определяет вертикальные возму : щения. В случае, если регистрируются перемещения (траектории) букс, подоб ные соотношения позволяют найти спектр временной реализации неровнос ти рельсовогю пути и ту же амплитудно-частотную характеристику. Для проверки предлагаемого способа были сделаны записи ускорений букс моторной тележки электропоезда на участке длиной5,5 км. Ускорения на буксах замерялись пьезометрически ми ускорениемерами в диапазоне частот 0,5-125 Гц и регистрировались на магнитную лен1у. Определялись спектральные плотности процессов ускорений подпрыгивания колесной пары при скоростях V, и V2,Ф(йJ, и q)2(4 дискретных точках а i 0,1,., .,S. Дпя дискретно заданных спектральных плотносте соотношения (3) и (4) имеют вид: $K) . 1«Н), Предполагалось,.что с 1 Соотнсмпения (5) позволяют определить значения Са,-) через ф (otoj; ) и|W(4J)|1: точностью до постоянного множителя. Расчет выполнялся следующим образом. Начальное значериефй(с.Ос) задавалось произвольно, значение ф в точках i 1,2,...,S находились линейной интерполяцией по двум значениям ф в ближайших к оС uJ точках w и Ijij,. Масштабирование спектральной плот ности вертикальных возмущений и амплитудно-частотной характеристики пути осуществлялось с помощью условия: |W(uJ)|2 j o«a;il20pai /c) , |w(Wi)| )Г гдефй о.) HJWfaJ;) масштабированные величины. Масштаб М выделялся по формуле: .)),,)l 15 где 62(0 120 рад/с; huj - шаг по .о , узлы to,- считаются равноотстоящими, т.е. ,,(0-+Ьы; irO.h, ..,,S-f. Формула изобретения Способ определения спектральной плотности вертикальных возмущений рельсового пути и его амплитудночастотной характеристики, заключающийся в том, что по участку пути со скоростью V, прокатывают колесную пару с колесами, имеющими цилиндрическую поверхность Катания, замеряют вертикальные ускорения ее букс и на основании замеров определяют спектральную ПЛОТНОСТЬф ((ij) , о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью увеличения точности определения: данных в широком диапазоне частот измерения, по этому участку пути упомянутую колесную пару прокатывают со скоростью Vg, замеряют ускорения букс и определяют спектральную плотHpcTbcpk (to), а затем производят щ)еобразования по соотношениям: u(.f)(), ) иф()- уточненные значе ния спектральной плотности второй производной вертикальнык возмущений при скоро:;ти V , соответственно при частотах UJ ио(.( iWfCiJ) - усредненная амплитудно-частотная ха« V( рактеристика пути; ) круговая частота. Источники информации, .во внимание при экспертизе летень технико-экономичесрмации ЦНИИТЭИ, МПС, 1972, 42-45.