TPDS(车辆运行品质轨边动态监测系统)的横向力测试原理,是通过轨边安装的测力传感器,实时测量车轮与钢轨之间的横向相互作用力。其核心部件为测力钢轨,即在普通钢轨的特定位置粘贴应变片,组成惠斯通电桥。当车轮经过时,横向力使钢轨产生剪切和弯曲变形,应变片电阻值发生变化,电桥输出与横向力成比例的电信号。该信号经放大、滤波和模数转换后,由计算机处理得到横向力数值。
具体测量中,TPDS通常采用剪力法。在钢轨腹板两侧对称布置应变片,以消除垂向力对横向力测量的干扰。当车轮横向力作用于钢轨时,钢轨截面产生剪切应变,该应变与横向力呈线性关系。通过标定,可将电信号换算为实际横向力值。同时,系统还同步测量轮轨垂向力(轮重),从而计算脱轨系数(横向力与垂向力之比)、轮重减载率等运行品质参数。
TPDS轨边设备包括称重传感器、加速度传感器和应变片等。其中,称重传感器用于测量垂向力,横向力则主要依靠应变片组桥实现。系统需定期标定,以保证测量精度。环境温度、钢轨磨损等因素会影响测量结果,因此设有温度补偿和自校准功能。
需要说明的是,TPDS的横向力测量结果用于评估车辆运行安全性和脱轨风险,不能直接反映车辆结构缺陷。其检测精度受列车速度、轴重、钢轨状态等因素影响,实际应用中需结合其他5T系统数据综合判断。该技术已广泛应用于铁路货车和客车运行品质监测,为状态修提供了重要依据。
依据相关技术条件,TPDS的测力区段通常由多根测力钢轨组成,以覆盖车轮连续通过时的完整轮轨力变化过程。系统通过多个测力点的时间序列,可识别轮轨力峰值和动态变化,为故障诊断提供数据支持。
参考资料:
1. 《T 3090-2008》
2. 《CR 549-2016 车辆运行品质轨边动态监测系统》
知识来源:铁道职培APP已审核知识库(KB-QA-AB9F1E28)。
说明:本文仅供学习参考;涉及规章、技术参数和现场作业要求时,以现行有效文件为准。
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