基于线性叠加法的高速列车承重结构应变/位移场重构与载荷识别

摘要:

高速列车关键承重结构（如横梁和转向架）的应变/位移场的实时在线重构一直是一项具有挑战性的任务，因为承重结构的载荷和几何形状的复杂性不仅限制了传感器的布局，还影响了实时结构三维重构。本文提出了一种基于线性叠加的应变/位移场重构和载荷辨识方法，并利用光纤布拉格光栅（FBG）传感器获得的实验应变和离线存储的模拟应变，根据应变阈值对应变和位移场进行实时更新。通过有限元分析对所提出的重构方法进行了数值验证，分析了传感器位置和数量对重构误差的影响，并从计算时间的角度讨论了传感器数量与重构效率的平衡。此外，在铝合金横梁上对该方法进行了实验评估，同时实时重构了横梁在载荷下的应变和变形。此外，使用结构上的应变阈值来识别载荷的大小和位置，以证明重构方法在实践中的有效性和实时性能。

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