CN105466780A - 轨道用胶垫参数测量方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种轨道用胶垫参数测量方法及装置,该轨道用胶垫参数测量方法包括:分别获得多个温度下每个温度的胶垫的静荷载-静位移曲线,根据静荷载-静位移曲线进行有限元分析仿真以获得胶垫能承受的动荷载的范围,以第二加载速率测取胶垫在多个温度的每个温度下的动荷载-动位移曲线,再根据上述的动荷载-动位移曲线获得胶垫的动态力学特征,动态力学特征结合温频等效原理以及WLF方程,可以获得多个温度的每个温度下的胶垫的不同频率的动态力学参数。该方法与现有技术相比,可以改善原比例的轨道用胶垫参数测量不准确、成本较高的不足。

Description

轨道用胶垫参数测量方法及装置
技术领域
本发明涉及参数测量技术领域,具体而言,涉及一种轨道用胶垫参数测量方法及装置。
背景技术
铁路、地铁等轨道交通的钢轨的振动频率较宽,振动频率可高达数千赫兹。同时,铁路线属于带状构建物,沿线温度跨度大,年温差经常超过数十甚至上百摄氏度。为了获取铁路、地铁的轨道用胶垫的参数,例如温/频变储能刚度与温/频变损耗因子,通常需要可提供高频重载的电液伺服激振装置与尺寸较大、温度可调范围较宽的温控箱,这种做法既不现实也不经济。因此,目前通过缩尺试验,利用既有测试设备(如动态热机械分析设备等)来测取小比例尺胶垫试样的温变与频变动参数。
现有的轨道用胶垫的测量基于小比例或极小比例的单元试验开展,无法考虑原比例胶垫的结构性能,原比例胶垫指的是与轨道用胶垫比例相同而未经过等比例缩小的胶垫;欲测量原比例的轨道用胶垫的参数,需要能提供高频重载的电液伺服激振装置与尺寸较大、温度可调范围较宽的温控箱,设备费用花费较高;并且上述的电液伺服激振装置的最高激振频率也很难达到数百甚至上千赫兹,然而这部分频率的动态力学参数将直接影响轮轨系统环境振动与辐射噪声的精确预测,使得测量结果不准确。
发明内容
有鉴于此,本发明实施例提供了一种轨道用胶垫参数测量方法,以改善原比例轨道用胶垫参数测量不准确、成本较高的不足。
为实现上述目的,本发明实施例提供如下技术方案:
一种轨道用胶垫参数测量方法,所述方法包括:在多个温度下,以所述第一加载速率对所述胶垫从所述第一强度范围的最小值逐步加载至所述第一强度范围的最大值以获得所述多个温度的每个温度下的所述胶垫的静荷载-静位移曲线;根据所述静荷载-静位移曲线进行有限元分析仿真,获得在第一预定静荷载的作用下所述胶垫承受的动荷载的范围;以第二加载速率分别测取所述胶垫在所述多个温度的每个温度下的动荷载-动位移曲线;根据所述动荷载-动位移曲线,得到与所述第二加载速率对应的频率下的所述多个温度的每个温度下的所述胶垫的动态力学特征;根据所述动态力学特征、温频等效原理以及WLF方程,获得所述多个温度的每个温度下的所述胶垫的不同频率下的动态力学参数。
本发明实施例还提供了一种轨道用胶垫参数测量装置,所述装置包括:静荷载-静位移曲线获取模块,用于在多个温度下,以所述第一加载速率对所述胶垫从所述第一强度范围的最小值逐步加载至所述第一强度范围的最大值以获得所述多个温度的每个温度下的所述胶垫的静荷载-静位移曲线;动荷载范围获取模块,用于根据所述静荷载-静位移曲线进行有限元分析仿真,获得在第一预定静荷载的作用下所述胶垫承受的动荷载的范围;动荷载-动位移曲线获取模块,用于以第二加载速率分别测取所述胶垫在所述多个温度的每个温度下的动荷载-动位移曲线;动态力学特征获取模块,用于根据所述动荷载-动位移曲线,得到与所述第二加载速率对应的频率下的所述多个温度的每个温度下的所述胶垫的动态力学特征;动态力学参数获取模块,用于根据所述动态力学特征、温频等效原理以及WLF方程,获得所述多个温度的每个温度下的所述胶垫的不同频率下的动态力学参数。
本发明实施例分别获得多个温度下每个温度的胶垫的静荷载-静位移曲线,根据静荷载-静位移曲线进行有限元分析仿真以获得胶垫能承受的动荷载的范围,以第二加载速率测取胶垫在多个温度的每个温度下的动荷载-动位移曲线,再根据上述的动荷载-动位移曲线获得胶垫的动态力学特征,动态力学特征结合温频等效原理以及WLF方程,可以获得多个温度的每个温度下的胶垫的不同频率的动态力学参数。该方法与现有技术相比,可以改善原比例的轨道用胶垫参数测量不准确、成本较高的不足。
附图说明
为了更清楚的说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明第一实施例提供的轨道用胶垫参数测量方法的流程图;
图2是氯丁胶垫在+20℃时的静荷载-静位移曲线;
图3是氯丁胶垫+20℃的条件下的动荷载范围;
图4是氯丁胶垫在频率为0.3Hz,温度为-40℃时的动荷载-动位移曲线;
图5是氯丁胶垫在频率为0.3Hz,温度为+20℃时的动荷载-动位移曲线;
图6是在频率为0.3Hz,多个温度下的复数刚度、储能刚度以及耗能刚度的折线图;
图7是在频率为0.3Hz,多个温度下的损耗因子的折线图;
图8是本发明第二实施例提供的轨道用胶垫参数测量方法的流程图;
图9是本发明第三实施例提供的轨道用胶垫参数测量装置的结构示意图;
图10是本发明第四实施例提供的轨道用胶垫参数测量装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例,本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
请参照图1,图1示出了本发明第一实施例提供的轨道用胶垫参数测量方法的流程图,具体包括步骤S101至S105。
步骤S101,在多个温度下,以所述第一加载速率对所述胶垫从第一强度范围的最小值逐步加载至所述第一强度范围的最大值以获得所述多个温度的每个温度下的所述胶垫的静荷载-静位移曲线。
上述的第一加载速率可以为3kN/s;所述的第一强度范围具体可以为0kN至100kN;上述的多个温度可以在+20℃至-50℃的范围内以5℃作为间隔。即可以在+20℃时,以3kN/s的加载速率对胶垫进行加载,并且在加载过程中可以从0kN逐步加载至100kN以获得+20℃的条件下的静荷载-静位移曲线。
可以理解,在+15℃时,也可以根据上述的方式得到+15℃的条件下的静荷载-静位移曲线。故具体的温度值不应该理解为是对本发明的限制;同时,所述第一加载速率、第一强度范围以及多个温度的具体数值同样不应该理解为是对本发明的限制。
所述胶垫具体可以为氯丁胶垫,氯丁胶垫在+20℃时的静荷载-静位移曲线具体请参见图2。同样应该理解所述胶垫的具体材质不应该理解为是对本发明的限制。
优选地,步骤S101执行的操作具体可以由配有小型温控箱的普通万能试验机来完成。
步骤S102,根据所述静荷载-静位移曲线进行有限元分析仿真,获得在第一预定静荷载的作用下所述胶垫承受的动荷载的范围。
可以利用ANSYS软件进行有限元分析仿真。可以利用ANSYS中的Beam4单元模拟60kg/m的所述钢轨,还可以利用Combin39单元模拟所述胶垫的与所述静荷载-静位移曲线对应的静荷载-静位移关系。
根据Beam4单元模拟的所述钢轨、Combin39单元模拟的所述静荷载-静位移关系,利用ANSYS软件可以获得所述胶垫承受的动荷载的范围。
所述第一预定静荷载可以包括20kN的钢轨重量以及80kN的车辆的静轮重。应该理解,所述第一预定静荷载的具体数值范围不应该理解为是对本发明的限制。
优选地,以氯丁胶垫为例,在+20℃的条件下氯丁胶垫的动荷载范围请参见图3。如图3所示,图3中的圆点至三角点即为+20℃的条件下氯丁胶垫的动荷载范围,近似为20kN至70kN。
步骤S103,以第二加载速率分别测取所述胶垫在所述多个温度的每个温度下的动荷载-动位移曲线。
所述第二加载速率可以为30kN/s,并且30kN/s的加载速率对应的频率为0.3Hz。多个温度具体也可以为+20℃至-50℃中的温度值,可以理解,所述第二加载速率以及多个温度的具体数值不应该理解为是对本发明的限制。
所述胶垫具体可以为氯丁胶垫,氯丁胶垫在频率为0.3Hz,温度为-40℃时的动荷载-动位移曲线如图4所示。氯丁胶垫在频率为0.3Hz,温度为+20℃时的动荷载-动位移曲线如图5所示。从图4和图5示出的动荷载-动位移曲线的拟合曲线可以看出,图4与图5的拟合曲线近似为椭圆形。
步骤S104,根据所述动荷载-动位移曲线,得到与所述第二加载速率对应的频率下的所述多个温度的每个温度下的所述胶垫的动态力学特征。
与所述第二加载速率对应的频率可以为0.3Hz,所述动态力学特征具体包括复数刚度、储能刚度、耗能刚度以及损耗因子。
其中,步骤S103得出的椭圆的长轴的斜率为复数刚度;动荷载-动位移曲线中的荷载与位移的相位差的正切值为损耗因子;动荷载-动位移曲线中的荷载与位移的相位差的余弦值为储能刚度;动荷载-动位移曲线中的荷载与位移的相位差的正弦值为耗能刚度。
具体地,在频率为0.3Hz,多个温度下的复数刚度、储能刚度以及耗能刚度的图像如图6所示;在频率为0.3Hz,多个温度下的损耗因子如图7所示。
步骤S105,根据所述动态力学特征、温频等效原理以及WLF方程,获得所述多个温度的每个温度下的所述胶垫的不同频率下的动态力学参数。
温频等效原理具体是指:对于绝大多数高分子材料而言,同一个力学松弛现象能够在较低(较高)温度或较高(较低)频率条件下观察到。换言之,在一定的温度范围内,低温的影响与高频的影响等效,或者高温的影响与低频的影响等效。
因此,为了得到胶垫在不同温度下不同激振频率的动态力学参数(主要是储能刚度与损耗因子),可在现有试验条件下得到的胶垫定频变温的参数基础上(详情请参见图6和图7),运用温频等效原理估算胶垫在测量范围以外的动态力学参数。
根据公式 M ′ ( f , T ) = ( ρ T ρ 0 T 0 ) × M ′ [ f α ( T ) , T 0 ] ; M ′ ′ ( f , T ) = ( ρ T ρ 0 T 0 ) × M ′ ′ [ f α ( T ) , T 0 ] 由密度为ρ、频率为f、温度为T的第一储能模量M′(f,T)以及第一耗能模量M″(f,T)获得密度为ρ0、温度为T0、频率为fα(T)的第二储能模量M′[fα(T),T0]以及第二耗能模量M″[fα(T),T0]。
其中,α(T)是温度转换因子,T是试验温度(单位:K),T0是参考温度(单位:K)。f是试验频率(单位:Hz),fα(T)为折算频率(单位:Hz)。ρ是材料在试验温度T下的密度(单位:kg/m3),ρ0是材料在试验温度T0下的密度(单位:kg/m3)。
获得第二储能模量以及第二耗能模量后,可以根据所述第二储能模量获得相应的第二储能刚度;并根据所述第二耗能模量获得相应的第二耗能刚度。然后再根据所述第二储能刚度以及第二耗能刚度获得相应的第二耗损因子。
其中,根据动态力学特征中的损耗因子的最大损耗因子所对应的温度获得玻璃区转化温度Tg
当取Tg为玻璃区转化温度时,取WLF方程常数C1=17.44,C2=51.6K。
当取其他参考温度T0时,根据公式以及C2′=C2+Δ获得C1′以及C2′,其中,T0=Tg+Δ。
根据C1′、C2′以及公式可以获得α(T)。
根据公式可以获得ρ0,其中af=4.8×10-4/K。
本发明第一实施例提供的方法与现有技术相比,可以改善原比例的轨道用胶垫参数测量不准确、成本较高的不足。
请参见图8,图8示出了本发明第二实施例提供的轨道用胶垫参数测量方法的流程图,具体包括以下步骤S201至S209。
步骤S201,分别以第一加载速率对胶垫进行第一强度范围内的两次预加载,然后将所述胶垫的位移与荷载调零。
上述的第一加载速率可以为3kN/s;所述的第一强度范围具体可以为0kN至100kN;可以先以3kN/s的加载速率对胶垫进行0kN至100kN的两次预加载。并在预加载后对胶垫进行位移与荷载的调零。
步骤S202,在多个温度下,以所述第一加载速率对所述胶垫从所述第一强度范围的最小值逐步加载至所述第一强度范围的最大值以获得所述多个温度的每个温度下的所述胶垫的静荷载-静位移曲线。
上述的多个温度可以在+20℃至-50℃的范围内以5℃作为间隔。即可以在+20℃时,以3kN/s的加载速率对胶垫进行加载,并且在加载过程中可以从0kN逐步加载至100kN以获得+20℃的条件下的静荷载-静位移曲线。
可以理解,在+15℃时,也可以根据上述的方式得到+15℃的条件下的静荷载-静位移曲线。故具体的温度值不应该理解为是对本发明的限制;同时,所述第一加载速率、第一强度范围以及多个温度的具体数值同样不应该理解为是对本发明的限制。
所述胶垫具体可以为氯丁胶垫,氯丁胶垫在+20℃时的静荷载-静位移曲线具体请参见图2。同样应该理解所述胶垫的具体材质不应该理解为是对本发明的限制。
该步骤执行的操作具体可以由配有小型温控箱的普通万能试验机来完成。
步骤S203,根据所述静荷载-静位移曲线进行有限元分析仿真,获得在第一预定静荷载的作用下所述胶垫承受的动荷载的范围。
步骤S204,以第二加载速率分别测取所述胶垫在所述多个温度的每个温度下的动荷载-动位移曲线。
步骤S203至步骤S204与第一实施例中的步骤S102至步骤S103执行的操作相同,在此便不做赘述。
步骤S205,根据所述动荷载-动位移曲线,得到与所述第二加载速率对应的频率下的所述多个温度的每个温度下的所述胶垫的动态力学特征。
与所述第二加载速率对应的频率可以为0.3Hz,所述动态力学特征具体包括复数刚度、储能刚度、耗能刚度以及损耗因子。
其中,步骤S204得出的椭圆的长轴的斜率为复数刚度;动荷载-动位移曲线中的荷载与位移的相位差的正切值为损耗因子;动荷载-动位移曲线中的荷载与位移的相位差的余弦值为储能刚度;动荷载-动位移曲线中的荷载与位移的相位差的正弦值为耗能刚度。
具体地,在频率为0.3Hz,多个温度下的复数刚度、储能刚度以及耗能刚度的图像如图6所示;在频率为0.3Hz,多个温度下的损耗因子如图7所示。
步骤S206,根据第一公式、第二公式由密度为ρ、频率为f、温度为T的第一储能模量以及第一耗能模量获得密度为ρ0、温度为T0、频率为fα(T)的第二储能模量以及第二耗能模量。
其中,第一公式具体可以为所述第二公式具体可以为第一储能模量为M′(f,T),第一耗能模量为M″(f,T),第二储能模量为M′[fα(T),T0]以及第二耗能模量为M″[fα(T),T0]。
优选地,可以通过以下方法获得α(T)以及ρ0
根据动态力学特征中的损耗因子的最大损耗因子所对应的温度获得玻璃区转化温度Tg
当取Tg为玻璃区转化温度时,取WLF方程常数C1=17.44,C2=51.6K。
当取其他参考温度T0时,根据公式以及C2′=C2+Δ获得C1′以及C2′,其中,T0=Tg+Δ。
根据C1′、C2′以及公式可以获得α(T)。
根据公式可以获得ρ0,其中af=4.8×10-4/K。
步骤S207,根据所述第二储能模量获得相应的第二储能刚度。
步骤S208,根据所述第二耗能模量获得相应的第二耗能刚度。
具体地,在实际操作中,可以近似地认为第二储能模量与第二储能刚度的数值相等;也可以近似地认为第二耗能模量与第二耗能刚度的数值相等。可以通过仪器或仿真软件获得更精确的第二储能刚度以及第二耗能刚度,获得第二储能刚度以及第二耗能刚度的方式不应该理解为是对本发明的限制。
步骤S209,根据所述第二储能刚度以及第二耗能刚度获得相应的第二耗损因子。
其中,动荷载-动位移曲线中的荷载与位移的相位差的正切值为损耗因子;动荷载-动位移曲线中的荷载与位移的相位差的余弦值为储能刚度;动荷载-动位移曲线中的荷载与位移的相位差的正弦值为耗能刚度。故根据三角函数关系可以根据第二储能刚度以及第二耗能刚度获得相应的第二耗损因子。
请参见图9,图9示出了本发明第三实施例提供的轨道用胶垫参数测量装置,所述装置300包括:
静荷载-静位移曲线获取模块310,用于在多个温度下,以所述第一加载速率对所述胶垫从所述第一强度范围的最小值逐步加载至所述第一强度范围的最大值以获得所述多个温度的每个温度下的所述胶垫的静荷载-静位移曲线。
动荷载范围获取模块320,用于根据所述静荷载-静位移曲线进行有限元分析仿真,获得在第一预定静荷载的作用下所述胶垫承受的动荷载的范围。
动荷载-动位移曲线获取模块330,用于以第二加载速率分别测取所述胶垫在所述多个温度的每个温度下的动荷载-动位移曲线。
动态力学特征获取模块340,用于根据所述动荷载-动位移曲线,得到与所述第二加载速率对应的频率下的所述多个温度的每个温度下的所述胶垫的动态力学特征。
动态力学参数获取模块350,用于根据所述动态力学特征、温频等效原理以及WLF方程,获得所述多个温度的每个温度下的所述胶垫的不同频率下的动态力学参数。
请参见图10,图10示出了本发明第四实施例提供的轨道用胶垫参数测量装置,该装置400包括:
调零模块410,用于分别以第一加载速率对胶垫进行第一强度范围内的两次预加载,然后将所述胶垫的位移与荷载调零。
静荷载-静位移曲线获取模块310,用于在多个温度下,以所述第一加载速率对所述胶垫从所述第一强度范围的最小值逐步加载至所述第一强度范围的最大值以获得所述多个温度的每个温度下的所述胶垫的静荷载-静位移曲线。
动荷载范围获取模块320,用于根据所述静荷载-静位移曲线进行有限元分析仿真,获得在第一预定静荷载的作用下所述胶垫承受的动荷载的范围。
动荷载-动位移曲线获取模块330,用于以第二加载速率分别测取所述胶垫在所述多个温度的每个温度下的动荷载-动位移曲线。
动态力学特征获取模块340,用于根据所述动荷载-动位移曲线,得到与所述第二加载速率对应的频率下的所述多个温度的每个温度下的所述胶垫的动态力学特征。
动态力学参数获取模块350包括:
模量获取模块351,用于根据第一公式、第二公式由密度为ρ、频率为f、温度为T的第一储能模量以及第一耗能模量获得密度为ρ0、温度为T0、频率为fα(T)的第二储能模量以及第二耗能模量。
储能刚度获取模块352,用于根据所述第二储能模量获得相应的第二储能刚度。
耗能刚度获取模块353,用于根据所述第二耗能模量获得相应的第二耗能刚度。
耗损因子获取模块354,用于根据所述第二储能刚度以及第二耗能刚度获得相应的第二耗损因子。
本发明实施例分别获得多个温度下每个温度的胶垫的静荷载-静位移曲线,根据静荷载-静位移曲线进行有限元分析仿真以获得胶垫能承受的动荷载的范围,以第二加载速率测取胶垫在多个温度的每个温度下的动荷载-动位移曲线,再根据上述的动荷载-动位移曲线获得胶垫的动态力学特征,动态力学特征结合温频等效原理以及WLF方程,可以获得多个温度的每个温度下的胶垫的不同频率的动态力学参数。该方法与现有技术相比,可以改善原比例的轨道用胶垫参数测量不准确、成本较高的不足。
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,上面结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行了清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以上对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“相连”、“差分”、“连接”应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通;又例如,“差分”运算可以是由具有减法性质的装置完成,也可以是由具有加法性质的装置完成。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

Claims (10)

1.一种轨道用胶垫参数测量方法,其特征在于,所述方法包括:
在多个温度下,以所述第一加载速率对所述胶垫从第一强度范围的最小值逐步加载至所述第一强度范围的最大值以获得所述多个温度的每个温度下的所述胶垫的静荷载-静位移曲线;
根据所述静荷载-静位移曲线进行有限元分析仿真,获得在第一预定静荷载的作用下所述胶垫承受的动荷载的范围;
以第二加载速率分别测取所述胶垫在所述多个温度的每个温度下的动荷载-动位移曲线;
根据所述动荷载-动位移曲线,得到与所述第二加载速率对应的频率下的所述多个温度的每个温度下的所述胶垫的动态力学特征;
根据所述动态力学特征、温频等效原理以及WLF方程,获得所述多个温度的每个温度下的所述胶垫的不同频率下的动态力学参数。
2.根据权利要求1所述的轨道用胶垫参数测量方法,其特征在于,所述以所述第一加载速率对所述胶垫从所述第一强度范围的最小值逐步加载至所述第一强度范围的最大值以获得所述多个温度的每个温度下的所述胶垫的静荷载-静位移曲线之前,所述方法还包括:
分别以第一加载速率对胶垫进行第一强度范围内的两次预加载,然后将所述胶垫的位移与荷载调零。
3.根据权利要求1所述的轨道用胶垫参数测量方法,其特征在于,所述第二加载速率为30kN/s。
4.根据权利要求3所述的轨道用胶垫参数测量方法,其特征在于,与所述第二加载速率对应的频率为0.3Hz,所述动态力学特征包括复数刚度、储能刚度、耗能刚度以及损耗因子。
5.根据权利要求4所述的轨道用胶垫参数测量方法,其特征在于,所述根据所述动态力学特征、温频等效原理以及WLF方程,获得所述多个温度的每个温度下的所述胶垫的不同频率下的动态力学参数,包括:第一第二
根据公式 M ′ ( f , T ) = ( ρ T ρ 0 T 0 ) × M ′ [ f α ( T ) , T 0 ] , M ′ ′ ( f , T ) = ( ρ T ρ 0 T 0 ) × M ′ ′ [ f α ( T ) , T 0 ] 由密度为ρ、频率为f、温度为T的第一储能模量M′(f,T)以及第一耗能模量M″(f,T)获得密度为ρ0、温度为T0、频率为fα(T)的第二储能模量M′[fα(T),T0]以及第二耗能模量M″[fα(T),T0];
根据所述第二储能模量获得相应的第二储能刚度;
根据所述第二耗能模量获得相应的第二耗能刚度。
6.根据权利要求4所述的轨道用胶垫参数测量方法,其特征在于,所述方法还包括:
根据所述第二储能刚度以及第二耗能刚度获得相应的第二耗损因子。
7.根据权利要求4所述的轨道用胶垫参数测量方法,其特征在于,所述方法还包括:
获得所述胶垫的玻璃区转化温度Tg以及与所述玻璃区转化温度对应的第一常数C1和第二常数C2
根据公式以及C2′=C2+Δ获得温度为T0时的第三常数C1′以及第四常数C2′,其中,T0=Tg+Δ;
根据公式 log α ( T ) = - C 1 ′ ( T - T 0 ) C 2 ′ + ( T - T 0 ) 获得α(T);
根据公式获得ρ0,其中af=4.8×10-4/K。
8.一种轨道用胶垫参数测量装置,其特征在于,所述装置包括:
静荷载-静位移曲线获取模块,用于在多个温度下,以所述第一加载速率对所述胶垫从所述第一强度范围的最小值逐步加载至所述第一强度范围的最大值以获得所述多个温度的每个温度下的所述胶垫的静荷载-静位移曲线;
动荷载范围获取模块,用于根据所述静荷载-静位移曲线进行有限元分析仿真,获得在第一预定静荷载的作用下所述胶垫承受的动荷载的范围;
动荷载-动位移曲线获取模块,用于以第二加载速率分别测取所述胶垫在所述多个温度的每个温度下的动荷载-动位移曲线;
动态力学特征获取模块,用于根据所述动荷载-动位移曲线,得到与所述第二加载速率对应的频率下的所述多个温度的每个温度下的所述胶垫的动态力学特征;
动态力学参数获取模块,用于根据所述动态力学特征、温频等效原理以及WLF方程,获得所述多个温度的每个温度下的所述胶垫的不同频率下的动态力学参数。
9.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述装置还包括:
调零模块,用于分别以第一加载速率对胶垫进行第一强度范围内的两次预加载,然后将所述胶垫的位移与荷载调零。
10.根据权利要求8所述的装置,其特征在于,所述第二加载速率为30kN/s。
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