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轨道车辆门系统多点控制随机振动方法研究 　　[摘 要]本文根据轨道交通行业IEC61373随机振动要求，分析了不同随机振动控制方法，根据轨道车辆门系统特点提出一种适用于轨道车辆门系统产品大型试验试件多点随机控制方法以及控制点选择原则，结合实际冲击振动试验比较分析最优控制点方案，指导今后随机试验中的控制点选择。 　　[关键词]随机振动 多点控制 IEC61373 轨道车辆门系统 　　中图分类号：TG333.2 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）02-0364-01 　　一、引言 　　随着社会进步与科技发展，人们对产品可靠性要求越来越苛刻，对产品可靠性的重视程度与以前相比有了明显提高。尤其在轨道交通行业，列车运行过程中会发生振动，安装在车辆的部件不可避免受到这种振动条件的影响，轨道车辆门系统必须整个寿命周期内承受这种振动条件而不能失效。振动试验可以模拟实际运行时振动环境，检验产品耐振动能力，发现它们的设计缺陷以改进产品设计，从而提高产品的性能与质量。 　　二、IEC61373标准随机振动要求 　　IEC 61373-2010 由国际电工委员会IEC于2010年5月颁布，是为城轨车辆设备的冲击和振动试验而设计的。该标准随机振动试验分成功能性随机振动试验和模拟长寿命试验两大类，两种随机振动试验目的完全不同。功能性随机试验用于证明在铁路机车车辆上可能的环境条件中使用时，设备能正常工作，每个方向试验时间通常不少于10 min。模拟长寿命试验的目的是为了证实在增强的环境条件下，设备机械结构的完好性，每个方向试验时间通常不少于5h。功能性试验随机振动试验和模拟长寿命随机振动试验按照目标加速度谱密度曲线开展。 　　IEC 61373-2010试验量级根据部件安装位置分为车体安装、转向架安装和车轴安装3类，其中车体安装又分成A级和B级安装，轨道车辆门系统直接安装于车体，故一般选择I类A级，。 　　IEC61373-2010规定了1类A级试验频率范围与试件重量之间关系。轨道车辆门系统重量不会超过500KG，故试验频率范围仅考虑5～150Hz。 　　三、随机振动试验控制方法 　　振动控制仪是通过对振动台上加速度计的反馈信号来给功率放大器的输入以达到控制的目的，按照控制点的数量可以分为单点控制和多点控制。当振动台台面较小，试件也比较小时，一般都采用单点控制。 　　当振动台面尺寸较大或者各点加速度差别较大时，试件与夹具、夹具与振动台之间不同螺栓连接点差别也较大。为了解决这一问题，一般采用多点平均控制。通常在螺栓安装连接处附近布置4个、6个或8个控制点。多点控制可以采用平均控制、最大值控制和最小值控制，经过计算后得到信号称为基准点信号。基准点是为了证实试验要求是否满足而选取的一个点，用来测试基准信号。基准点能代表被测设备的运动情况，它可以是控制点或者是对各控制点信号进行手工计算处理得出的虚拟点，基准点信号的功率谱规定为所有控制点信号的加速度谱密度值（ASD）在每个频率上的算术平方值。此时，基准信号总均方根值等于各控制点信号均方根值的均方根，计算公式如下： 　　其中：为控制点个数； 　　康尼门系统试件体积较大，所用夹具尺寸远大于振动台。夹具一阶共振频率低，夹具各处振动响应特性存有差异，试验中难免对试验造成过试验和欠试验。因此在随机振动试验中一般采用多点控制技术，通过变换控制点的位置和数量来减弱夹具共振对试件的影响。 　　四、随机振动试验控制点选择原则 　　在试验室振动试验中。振动使用条件所对应的振动控制点选择在试验与工装的连接面上，其代表了预期使用过程中平台对装备的振动环境激励。在理想状态情况下，即试件相对于振动台和试验工装可以近似作为刚体处理，如果在试件与试验工装的连接面的振动响应与预期使用过程一致，可以认为试件经受了符合使用过程中的振动环境考核。轨道车辆门系统与振动试验夹具存在有多个安装位置。由于振动台控制通道限制，无法满足将所有安装位置布置加速度计，即全控制点方式。本文提出一种通过有限的控制点平达到全控制点振动，确保其他未参与控制的固定点RMS值也在控制目标容差范围内。根据以上原则，本文设计一套试验方案比较不同位置控制方案对其他固定点的响应影响程度，从而确定最佳的控制方式。 　　（1）试验条件 　　本文以广128项目塞拉门系统作为试件，按照IEC61373-2010水平纵向试验量级进行测试，每种控制方式测试5分钟。 　　（2）多点控制方案 　　塞拉门与夹具安装位置共计8处，主要分布在顶部机构安装位置3处、侧墙平衡轮支架安装位置和下摆臂安装位置各2处，门槛安装位置1处。一般控制点选择3～4比较合适，且考虑到夹具顶部和底部振动量级，故提出三种控制点选择方式，如表4所示。传感器布置方式如图