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基于LabVIEW的轨道扣件失效诊断方法研究

杨雨涵 王安斌 汪磊 陈洋

杨雨涵, 王安斌, 汪磊, 陈洋. 基于LabVIEW的轨道扣件失效诊断方法研究[J]. 上海工程技术大学学报, 2026, 40(1): 49-54. doi: 10.12299/jsues.24-0240
引用本文: 杨雨涵, 王安斌, 汪磊, 陈洋. 基于LabVIEW的轨道扣件失效诊断方法研究[J]. 上海工程技术大学学报, 2026, 40(1): 49-54. doi: 10.12299/jsues.24-0240
YANG Yuhan, WANG Anbin, WANG Lei, CHEN Yang. Research on rail fastener failure diagnosis method based on LabVIEW[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2026, 40(1): 49-54. doi: 10.12299/jsues.24-0240
Citation: YANG Yuhan, WANG Anbin, WANG Lei, CHEN Yang. Research on rail fastener failure diagnosis method based on LabVIEW[J]. Journal of Shanghai University of Engineering Science, 2026, 40(1): 49-54. doi: 10.12299/jsues.24-0240

基于LabVIEW的轨道扣件失效诊断方法研究

doi: 10.12299/jsues.24-0240
基金项目: 国家自然科学基金面上项目(52178441)
详细信息
    作者简介:

    杨雨涵(2000 − ),女,硕士生,研究方向为载运工具故障诊断与控制。E-mail:yyuhan0222@163.com

    通讯作者:

    王安斌(1961 − ),男,教授,博士,研究方向为轨道交通振动噪声控制。E-mail:wangab725@163.com

  • 中图分类号: TP212

Research on rail fastener failure diagnosis method based on LabVIEW

  • 摘要: 扣件是联结钢轨与支承结构的重要部件。为便于研究扣件失效诊断方法,基于LabVIEW开发一套集信号采集、存储和分析于一体的轨道扣件失效诊断系统,采用NI-cRIO9056机箱和NI-9234电压模块作为硬件部分采集振动信号。针对扣件失效特征频率难以提取的问题,利用小波包和希尔伯特(Hilbert)包络谱相结合的方法,首先将采集的振动信号进行小波包分解,对能量变化较大的频段进行信号重构,最后利用希尔伯特包络谱图识别扣件状态。实验结果表明,该方法能够准确诊断扣件失效。
  • 图  1  系统的总体设计框图

    Figure  1.  Overall design diagram of system

    图  2  程序设计流程图

    Figure  2.  Software algorithm flow diagram

    图  3  信号分析界面

    Figure  3.  Signal analysis interface

    图  4  小波包分析及频带能量分析程序框图

    Figure  4.  Block diagram of wavelet packet analysis and frequency band energy analysis program

    图  5  正常扣件和失效扣件

    Figure  5.  Normal fastener and failed fastener

    图  6  钢轨在两种扣件状态下的时域振动波形

    Figure  6.  Time-domain vibration waveforms of rails in two fastener states

    图  7  钢轨在两种扣件状态下的频域振动波形

    Figure  7.  Frequency-domain vibration waveforms of rails in two fastener states

    图  8  信号的3层小波包分解

    Figure  8.  Three-layer wavelet packet decomposition of signal

    图  9  钢轨在两种扣件状态下的频带能量图

    Figure  9.  Band energy diagram of a rail in two fastener states

    图  10  小波包重构信号的包络谱图

    Figure  10.  Envelope spectrum of wavelet packet reconstruction signal

    表  1  频带的频率范围

    Table  1.   Frequency range of frequency band 单位:Hz

    w7w8w9w10w11w12w13w14
    0~103 103~206 206~309 309~412 412~515 515~618 618~721 721~824
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  • [1] 杨伟挺, 王安斌, 高晓刚, 等. 城市轨道交通不同车速引起地面振动特性研究[J] . 物流科技, 2022, 45(13): 80 − 84. doi: 10.13714/j.cnki.1002-3100.2022.13.020
    [2] 程保青, 杨其振, 刘道通. 城轨交通新型轨道扣件研究与设计[J] . 铁道工程学报, 2012(4): 90 − 94. doi: 10.3969/j.issn.1006-2106.2012.04.017
    [3] 余自若, 袁媛, 张远庆, 等. 高速铁路扣件系统弹条疲劳性能研究[J] . 铁道学报, 2014, 36(7): 90 − 95. doi: 10.3969/j.issn.1001-8360.2014.07.015
    [4] 孙旭, 王平. 高速铁路扣件失效对车辆-轨道耦合系统动态响应的影响[J] . 铁道学报, 2022, 44(8): 108 − 116. doi: 10.3969/j.issn.1001-8360.2022.08.012
    [5] 詹彩娟. 地铁用新型中等减振扣件系统动力学仿真分析及减振性能测试[J] . 噪声与振动控制, 2020, 40(2): 230 − 235, 258. doi: 10.3969/j.issn.1006-1355.2020.02.042
    [6] LI Y, TRINH H, HAAS N, et al. Rail component detection, optimization, and assessment for automatic rail track inspection[J] . IEEE Transactions on Intelligent Transportation Systems, 2014, 15(2): 760 − 770. doi: 10.1109/TITS.2013.2287155
    [7] 刘福政, 高军伟. 基于LabVIEW和cRIO的滚动轴承故障诊断系统设计[J] . 仪表技术与传感器, 2021(4): 67 − 70. doi: 10.3969/j.issn.1002-1841.2021.04.014
    [8] DE ASMUNDIS R. LabVIEW - A flexible environment for modeling and daily laboratory use[M] . London: IntechOpen, 2021.
    [9] 沙云东, 陈兴武, 栾孝驰, 等. 基于小波包分解-峭度值指标-希尔伯特包络解调融合方法处理声发射信号的滚动轴承故障诊断[J] . 科学技术与工程, 2023, 23(21): 9315 − 9323. doi: 10.3969/j.issn.1671-1815.2023.21.049
    [10] MALIUK A S, AHMAD Z, KIM M J. A technique for bearing fault diagnosis using novel wavelet packet transform-based signal representation and informative factor LDA[J] . Machines, 2023, 11(12): 1080. doi: 10.3390/machines11121080
    [11] 周文静, 刘冲, 韦佳宏, 等. 基于小波包能量谱的钢轨扣件松脱检测研究[J] . 传感器与微系统, 2017, 36(5): 40 − 43. doi: 10.13873/J.1000-9787(2017)05-0040-04
    [12] 张丽华. 钢轨扣件松脱检测信号的HHT分析方法[D] . 大连: 大连理工大学, 2014.
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出版历程
  • 收稿日期:  2024-08-23
  • 网络出版日期:  2026-05-27
  • 刊出日期:  2026-03-01

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