基于True-Load算法的载荷反求研究

李晓峰 ，郭彩霞 ，Timothy G.Hunter，刘海东

（1.大连交通大学 交通运输工程学院，辽宁 大连 116028；2.Wolf Star Technologies，LLC Milwaukee，WI53211）

1 引言

对于包括高速动车组在内的承受动态载荷的载运工具，其产品结构设计载荷来之于经验基础上形成的相关标准，但是经验并不是可靠的：产品服役以后，结构真正承受的载荷与设计载荷经常是不一致的，甚至大相径庭。而且，随着产品结构内部复杂程度与在役环境复杂程度的增加，这种不一致性也随之提升。一般情况下，如果设计载荷水平高于在役载荷，产品将增加不必要的制造成本；如果设计载荷水平低于在役载荷，产品结构服役过程中可靠性风险将增大。

所以如何能可靠有效地识别和获得在役载荷始终是国内外设计和研究人员高度关注并需要迫切解决的技术难题。多年来，解决这一难题的方法主要有两种途径：（1）设计与布置专用的测力传感器，以直接的方式识别与获取；（2）通过布置应变片，以间接方式的方式识别与获取。事实上，直接测力除了仅当在传感器信号与载荷之间存在直接的换算关系的情况下可用外，另一个更大的局限性是安装上的困难。鉴于直接测力方法的上述局限性，目前国内外还采用了通过布置应变传感器间接获得载荷的方法[1-2]。但事实上仅通过布置应变片间接获得在役载荷也很困难，因为载荷的应变响应中存在很深的载荷耦合。True-Load软件提供了一种与有限元技术相结合的解耦方法[3]。以该软件的算法为工具，以一个具有代表性的轮对为对象对载荷反求进行了研究。……