[发明专利]一种高速列车异常振动分析方法、装置、设备及存储介质

说明书

本申请提供了一种高速列车异常振动分析方法、装置、设备及存储介质，应用于轨道交通技术领域，上述方法包括：构建车辆‑轨道的有限元模型，能够精准的分析出引起车辆发生异常振动因素以及车辆与轨道相互作用下轨道的异常振动的因素，为车辆‑轨道动力学特性及振动机理研究提供参考依据，为轨道车辆异常振动测试提供理论支撑，促进轨道交通的运营安全；根据异常振动时刻车体模态数据的特征参数对车辆动力学模型的材料性能参数进行修正，修正后得到车体有限元模型；首次提出了对车辆有限元模型进行修正的概念，实现了技术上的新突破，确保耦合动力学模型在施加不平顺复杂激励下仿真测试的准确度，完善了车辆‑轨道耦合动力学模型的力学分析流程。

技术领域

本申请涉及轨道交通技术领域，具体而言，涉及一种高速列车异常振动分析方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

截止2020年底，我国高速铁路开行距离达到3.8万公里，先后在京津、京沪等线路上实现时速350公里运行，不仅在运营总里程方面实现世界第一，在运营速度方面也引起世界瞩目，随着高速铁路运营年限及高速动车组开行距离的不断增加，近年来由车轮、钢轨磨耗产生的高速动车组抖车、晃车等异常振动现象呈现略微增加趋势，严重影响了高速动车组的乘坐舒适性与运行安全性，如何快速查找高速动车组发生异常振动问题的原因，并准确制定行之有效的解决措施，成为高速动车组运营维护的关键。

传统的高速动车组异常振动分析方法较多仅仅依靠线路振动测试，通过分析车辆在发生故障时各关键部件的异常振动特征，查找故障原因，由于高速动车组车辆结构复杂，高速运营过程中与轨道、环境存在耦合共振，且实际轮轨激扰受车轮、轨道状态共同影响，因此，在面对上述车辆-轨道系统的复杂耦合振动问题时，仅凭车辆的试验测试结果，无法查找出发生异常问题的根本原因，更不易准确、合理地提出解决措施。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供了一种高速列车异常振动分析方法，通过构建车辆-轨道的有限元模型，能够精准的分析出引起车辆发生异常振动因素以及车辆与轨道相互作用下轨道的异常振动的因素，为车辆-轨道动力学特性及振动机理研究提供参考依据，为轨道车辆异常振动测试提供理论支撑，促进轨道交通的运营安全；同时首次提出了对车辆有限元模型进行修正的概念，实现了技术上的新突破，确保耦合动力学模型在施加不平顺复杂激励下仿真测试的准确度。

第一方面，本申请实施例提供了一种高速列车异常振动分析方法，包括：

构建车辆-轨道耦合动力学模型，所述车辆-轨道耦合动力学模型包含：车辆动力学模型和轨道动力学模型；

对所述车辆-轨道耦合动力学模型施加不平顺复杂轮轨激励，确定复杂轮轨激励下车辆产生异常振动时刻的车体模态数据，所述复杂轮轨激励包含轨道激扰和车辆激扰；

根据所述异常振动时刻的车体模态数据的特征参数对车辆动力学模型的材料性能参数进行修正，修正后得到车体有限元模型，并将所述车体有限元模型输入到所述车辆-轨道耦合动力学模型中；

将所述复杂轮轨激励输入到新后的所述车辆-轨道耦合动力学模型中，按照车辆测试的初始条件，确定车辆产生异常振动时刻的共振测试数据，所述初始条件包含运行速度、加速度、牵引制动操作模式；

根据车辆发生异常振动时刻的共振测试数据，确定所述轨道动力学模型的不平顺激扰信息，以及所述车辆动力学模型异常振动时刻的时频特性信息，共振测试数据包含：轨道共振数据和车辆共振数据；

根据所述轨道动力学模型的不平顺激扰信息和所述车辆动力学模型异常振动时刻的时频特性信息，分析施加不平顺复杂轮轨激励对车辆共振传递数据及车辆异常共振数据。

结合第一方面，本申请实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，构建车辆-轨道耦合动力学模型，所述车辆-轨道耦合动力学模型包含：车辆动力学模型和轨道动力学模型，包括：