一种轨道车辆柔度系数测量方法

本发明属于轨道车辆柔度系数测量领域，尤其涉及一种轨道车辆柔度系数测量方法。

背景技术：

1、当代轨道交通迅猛发展，针对各种线路条件的不同速度级的满足不同客户需求的轨道车辆形式各异，尤其对于欧洲各国，不同国家的铁路基础设施标准存在差异，比如隧道断面。随着车速的提高，轮轨激扰愈发严重，车体倾摆超越限界的可能性增加。这里的激扰主要指横向激扰，包括横风效应、构架横向失稳运动、高速道岔通过时的横向冲击效应等。轨道车辆采用适当参数的一系、二系悬挂衰减来自于轮轨的激扰，从而提高乘客界面的乘坐舒适度。轨道车辆在车体和构架之间增加抗侧滚扭杆，以此来提高车体抗倾摆能力。为了评价车体抵抗这种横向力的能力，国际铁路联盟uic提出了柔度系数这个概念，用来度量车体受到一个横向力时的倾斜程度。实际车辆设计过程中，为了有效衰减横向激扰，设计师会将二系悬挂做的比较软，但是二系悬挂参数太软必然会导致车体倾摆幅度过大，存在超越限界的可能，为此uic提出车辆出厂前应该进行柔度系数静态测试。

2、在uic 505中只提到了柔度系数的定义，但对于具体如何开展柔度系数测试，数据怎么处理并未提及。当车辆静止在有超高的轨道上，轨道走行面与水面之间产生一个夹角δ，由于悬挂的作用"车体中心线与轨道中心线之间产生夹角η，两个角度的比值为柔度系数，如图1所示。

3、目前，在铁路行业存在的柔度系数测试方法中强调的是车辆称重台，测试数据处理方法并未提及，而且车体倾斜角度多采用铅锤线测量，精确度是不够。对于测试过程中车辆需满足的条件也未明确提及。

技术实现思路

1、针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种轨道车辆柔度系数测量方法解决了现有柔度系数测量方法不够简便精确的问题。

2、为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种轨道车辆柔度系数测量方法，包括以下步骤：

3、s1、获取待测试轨道车辆所运行线路的超高；

4、s2、根据待测试轨道车辆所运行线路的超高，利用倾角仪和称重台，得到若干超高工况；

5、s3、根据若干超高工况，利用最小二乘法进行数据拟合，得到轨道车辆柔度系数。

6、本发明的有益效果为：轨道车辆水平后，切掉高度调节阀，可以避免试验过程中发生空气弹簧充排气从而影响试验结果，保证采集到的超高工况数据的有效性，同时基于采集到的各种超高工况下的数据，进行数据处理，并利用最小二乘法进行拟合，能够提高计算速度和柔度系数的准确性。

7、进一步地，所述步骤s2具体为：

8、s201、在待测试轨道车辆客室地板端部粘贴倾角仪；

9、s202、使待测试轨道车辆在称重台上处于静止状态，并升起试验台；

10、s203、待客室地板水平后切掉高度调节阀；

11、s204、设置调节幅度；

12、s205、根据调节幅度，通过液压作动器不断抬高一侧钢轨，直至左右轨超高达到待测试轨道车辆所运行线路的超高，并记录每次抬高后的左右轨高差和对应的倾角仪读数，得到若干超高工况。

13、上述进一步方案的有益效果为：轨道车辆水平后，切掉高度调节阀，可以避免试验过程中发生空气弹簧充排气从而影响试验结果，保证采集到的超高工况数据的有效性。

14、进一步地，所述步骤s3具体为：

15、s301、根据若干超高工况，将各工况下的左右轨高差转换成轨道面和水平面的夹角：

16、

17、其中，θ为左右轨高差转换成轨道面和水平面的夹角；arctan(·)为反正切函数；h为左右轨高差；w为左右轨接触点横向跨距；

18、s302、根据若干超高工况，将各工况下的左右轨高差转换成轨道面和水平面的夹角的弧度：

19、

20、其中，δ为左右轨高差转换成轨道面和水平面的夹角的弧度；

21、s303、根据若干超高工况，将各工况下的倾角仪读数转换成车体中心线与轨道中心线的夹角的弧度：

22、η＝(β-θ)×pi/180

23、其中，η为倾角仪读数转换成车体中心线与轨道中心线的夹角的弧度；β为倾角仪读数；pi为圆周率；

24、s304、将车体中心线与轨道中心线的夹角的弧度与轨道面和水平面的夹角的弧度进行最小二乘法拟合，得到轨道车辆柔度系数。

25、上述进一步方案的有益效果为：最小二乘估计方法较其它线性回归模型来说，具有无偏性和最小方差性。在数据拟合过程中，求得的关系式能够尽可能使参数估计量的期望值分别等于总体真实参数，且保证方差最小。

26、进一步地，所述步骤s304中轨道车辆柔度系数的表达式为：

27、η＝aδ+b

28、其中，a为轨道车辆柔度系数，表示车体中心线与轨道中心线的夹角的弧度相对于轨道面和水平面的夹角的弧度的变化率；b为轨道面和水平面的夹角的弧度为零时，车体中心线与轨道中心线的夹角的弧度。

29、上述进一步方案的有益效果为：最小二乘估计方法较其它线性回归模型来说，具有无偏性和最小方差性。在数据拟合过程中，求得的关系式能够尽可能使参数估计量的期望值分别等于总体真实参数，且保证方差最小。

技术特征：

1.一种轨道车辆柔度系数测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述轨道车辆柔度系数测量方法，其特征在于，所述步骤s2具体为：

3.根据权利要求2所述轨道车辆柔度系数测量方法，其特征在于，所述步骤s3具体为：

4.根据权利要求3所述轨道车辆柔度系数测量方法，其特征在于，所述步骤s304中轨道车辆柔度系数的表达式为：

技术总结
本发明公开了一种轨道车辆柔度系数测量方法，属于轨道车辆柔度系数测量领域，该方法包括获取待测试轨道车辆所运行线路的超高；根据待测试轨道车辆所运行线路的超高，利用倾角仪和称重台，得到若干超高工况；根据若干超高工况，利用最小二乘法进行数据拟合，得到轨道车辆柔度系数。本发明解决了现有柔度系数测量方法不够简便精确的问题。

技术研发人员：张大福,戴焕云
受保护的技术使用者：西南交通大学
技术研发日：
技术公布日：2024/4/29