列車超偏載和車輪踏面損傷的光纖光柵監(jiān)測技術(shù).pdf

1、列車行車安全是鐵路運(yùn)輸工作的重中之重。列車超載會損壞列車和路基，偏載會影響各車輪輪重的分配，當(dāng)輪重減載率達(dá)到一定程度后，就會導(dǎo)致列車脫軌。車輪踏面的損傷會使行駛在鋼軌上車輪的質(zhì)心與鋼軌的相對高度發(fā)生變化，對鋼軌產(chǎn)生沖擊激勵(lì)。并且當(dāng)列車高速運(yùn)行時(shí)，較嚴(yán)重的踏面擦傷產(chǎn)生的輪軌沖擊載荷峰值有時(shí)可達(dá)到數(shù)百個(gè)千牛頓，這是列車行車安全的極大隱患。本論文通過光纖光柵傳感器陣列監(jiān)測車輪作用于鋼軌產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)應(yīng)變特性研究列車超偏載和車輪踏面損傷，在技術(shù)上是

2、可行的，也是有意義的。
　　 光纖布喇格光柵(Fiber Bragg Grating，F(xiàn)BG)傳感器的最顯著特點(diǎn)是長期穩(wěn)定性好，不會產(chǎn)生電信號傳感器的零點(diǎn)漂移，另外它還具有高精度、高靈敏度、耐腐蝕和防電磁干擾、傳輸距離遠(yuǎn)、適合動(dòng)態(tài)在線監(jiān)測等突出優(yōu)點(diǎn)，因此通過測量鋼軌的應(yīng)變進(jìn)行列車的稱重和車輪踏面損傷的監(jiān)測，光纖布喇格光柵傳感器具有更多的優(yōu)勢。
　　 本課題首先對光纖光柵傳感技術(shù)在列車超偏載和車輪踏面損傷監(jiān)測中的理論依據(jù)做

3、了闡述，用實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了光纖光柵自身軸向應(yīng)變的傳感特性。然后對監(jiān)測列車超偏載和車輪踏面損傷的光纖布喇格光柵傳感器的設(shè)計(jì)做了具體說明，包括光纖光柵應(yīng)變和溫度補(bǔ)償傳感器的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，并對裸光柵直接粘貼與采用FBG應(yīng)變片的應(yīng)變傳感特性在實(shí)驗(yàn)室做了對比實(shí)驗(yàn)，還討論了光纖布喇格光柵的應(yīng)變、溫度補(bǔ)償傳感器的補(bǔ)償原理，并對FBG應(yīng)變和溫度補(bǔ)償傳感器進(jìn)行了標(biāo)定實(shí)驗(yàn)。最后詳細(xì)介紹了光纖光柵傳感器陣列的制作、安裝和光纖的保護(hù)等，以及鐵路現(xiàn)場傳感器陣列的安裝情