鐵路運輸環(huán)境中超高斯隨機(jī)振動信號模擬技術(shù)

李明月，朱大鵬

（蘭州交通大學(xué) 交通運輸學(xué)院，甘肅 蘭州 730070）

列車在正常運行、進(jìn)出站、過道岔、車體顫動、過鋼軌接縫、過橋梁等許多過程中都會產(chǎn)生振動與沖擊，尤其以鋼軌接縫引發(fā)的沖擊最為強(qiáng)烈。統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，環(huán)境應(yīng)力是造成各類設(shè)備功能失效的主要原因，振動與沖擊是造成應(yīng)力變化的主要因素，因此，振動和沖擊是各類車載裝備、運輸設(shè)備和載運物資面臨的最常見的運輸環(huán)境。為驗證車載設(shè)備和運輸物資的可靠性，需要對鐵路運輸中振動和沖擊環(huán)境進(jìn)行模擬研究。

國內(nèi)外的相關(guān)研究者對各種運輸環(huán)境進(jìn)行了測試和分析，在運輸安全實驗室分析和模擬領(lǐng)域，研究者主要對環(huán)境頻譜進(jìn)行了分析，總結(jié)出符合運輸環(huán)境實際的PSD曲線，作為實驗室模擬的標(biāo)準(zhǔn)。但這種傳統(tǒng)的實驗室模擬環(huán)境隨機(jī)振動的方法存在著以下的缺陷：

1）與運輸環(huán)境不完全相符。利用PSD曲線模擬的隨機(jī)振動服從高斯分布，但鐵路運輸環(huán)境中的隨機(jī)振動往往是超高斯分布的，隨機(jī)振動信號包含有大量的沖擊信號，而這些隨機(jī)振動中的沖擊，更容易造成產(chǎn)品在運輸過程中的損壞。

2）振動強(qiáng)度較真實運輸環(huán)境中的振動強(qiáng)度低。利用PSD曲線模擬的高斯隨機(jī)振動信號，其幅值超出RMS水平的部分，只占全部信號的0.27%，而真實的隨機(jī)信號，幅值超出RMS水平的比例往往達(dá)到1.5%以上，因此，很多測試人員為了保證測試過程中足夠的振動強(qiáng)度，采用了提高振動PSD的方法，但該方法是基于經(jīng)驗的，在很多情況下并不可靠?！?br>