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1.2.1 载荷数据获取
载荷数据获取是发现作用在结构上的载荷信号并将其记录下来的过程。目前常用的载荷数据获取方法有两种:一种是实际测试,另一种是仿真分析。
实际测试是直接测量并记录结构上的载荷时间历程,这种方法最直接且最准确,是载荷数据获取的主要方法。其常用的实现方式有两种:一种是在结构上布置专用载荷传感器,直接测试载荷时间历程;另一种是通过载荷识别技术,间接获得载荷时间历程。在实际工程应用中,这两种测试方法往往兼顾使用。
由于采用实际测试的方式需要花费大量的时间、人力、经费,且无法在设计阶段实施,因此通过仿真分析获取载荷数据的方法逐渐发展起来。目前常用的仿真分析方法有逆虚拟激励法、多体动力学方法等。其中,逆虚拟激励法在海洋钻井平台等工程结构的载荷谱研究中得到应用,多体动力学方法在汽车等领域应用,用以获取作用在结构各连接点的载荷信息。
在铁路车辆方面,我国开展了大量铁路货车载荷测试和载荷谱研究工作,针对各型货车车辆不同承载构件的情况,研究了一整套载荷测试方法,研制了专用测力装置,既可以满足专门组织的车辆动力学试验的测试需要,也可以在实际运用车辆上进行跟踪测试获得载荷数据。同时,应用仿真技术,通过建立车辆动力学模型,输入轨道不平顺或轨道谱信息,模拟车辆承载构件的载荷时间历程,预测服役载荷谱的技术也开始得到应用。图1-1所示为仿真得到的转K6型转向架交叉杆径向载荷时间历程数据。
图1-1 K6型转向架交叉杆径向力谱,速度100km/h,AAR5级线路谱