1.一种基于模态质量计算的弹性胶垫刚度评价方法,其特征在于,包括:获取目标铁路道岔钢轨的型号信息和现场锤击测试数据;采用预设的有限元软件对所述目标铁路道岔钢轨的型号信息进行构建,得到道岔有限元模型;基于所述道岔有限元模型进行频域分析,得到导纳曲线;将所述导纳曲线与所述现场锤击测试数据进行对比分析,得到分析结果,所述分析结果包括所述导纳曲线和所述现场锤击测试数据的误差值;当所述分析结果小于第一预设误差时,调整所述道岔有限元模型的刚度参数进行频域模拟分析,得到第一阶垂向弯曲模态频率,所述第一阶垂向弯曲模态频率用于表征所述目标铁路道岔钢轨在受到垂向方向力时,最容易发生振动的频率;基于所述刚度参数和所述第一阶垂向弯曲模态频率进行拟合,得到所述刚度参数和所述第一阶垂向弯曲模态频率之间的函数关系;基于所述现场锤击测试数据和所述函数关系计算得到所述目标铁路道岔钢轨的弹性胶垫评价刚度;其中,将所述导纳曲线与所述现场锤击测试数据进行对比分析,得到分析结果,所述分析结果包括所述导纳曲线和所述现场锤击测试数据的误差值,包括:基于所述导纳曲线上的多个峰值进行有效模态质量的计算,得到垂向方向上的有效模态质量;从多个有效模态质量中确定出最大值,并将所述最大值对应的模态频率作为初始第一阶垂向弯曲模态频率;基于所述现场锤击测试数据计算得到测试第一阶垂向弯曲模态频率,并计算所述初始第一阶垂向弯曲模态频率与所述测试第一阶垂向弯曲模态频率之间的差值,得到所述分析结果。
2.根据权利要求1所述的基于模态质量计算的弹性胶垫刚度评价方法,其特征在于,基于所述导纳曲线上的多个峰值进行有效模态质量的计算,得到垂向方向上的有效模态质量,包括:基于所述导纳曲线上的峰值对应的导纳幅值确定出在多个振动模式下垂向方向上的模态振型向量,得到多个模态振型向量,所述模态振型向量用于表征铁路道岔钢轨结构在振动模式下垂向方向上的相对变形;基于所述铁路道岔钢轨型号信息获取对应的质量矩阵;计算所述模态振型向量与所述质量矩阵的乘积,得到参与因子,所述参与因子用于表征振动模式在垂向方向上的贡献度;计算所述参与因子的平方,得到所述有效模态质量。
3.根据权利要求1所述的基于模态质量计算的弹性胶垫刚度评价方法,其特征在于,基于所述现场锤击测试数据和所述函数关系计算得到所述目标铁路道岔钢轨的弹性胶垫评价刚度,包括:将所述现场锤击测试数据代入所述函数关系进行计算,得到所述现场锤击测试数据对应的目标胶垫刚度;对所述目标胶垫刚度进行对比验证,当所述验证结果满足设定条件时,将所述目标胶垫刚度为所述目标铁路道岔钢轨的弹性胶垫评价刚度。
4.根据权利要求1所述的基于模态质量计算的弹性胶垫刚度评价方法,其特征在于,采用预设的有限元软件对所述目标铁路道岔钢轨的型号信息进行构建,得到道岔有限元模型,包括:将所述铁路道岔钢轨型号信息输入预设的有限元软件进行构建,得到道岔模型,其中,铁路道岔钢轨型号信息中的基本轨和护轨采用等截面梁模拟,铁路道岔钢轨型号信息中的尖轨和心轨采用变截面长梁模拟,铁路道岔钢轨型号信息中的扣压件和轨下胶垫采用线性弹簧模拟,铁路道岔钢轨型号信息中的铁垫板采用等截面欧拉梁模拟,铁路道岔钢轨型号信息中的板下胶垫刚度采用线性弹簧,铁路道岔钢轨型号信息中的尖轨和滑床台的联结采用单向传力弹簧模拟;将所述道岔模型中共用垫板位置的有限元模型作为所述道岔有限元模型。
5.一种基于模态质量计算的弹性胶垫刚度评价装置,其特征在于,包括:第一获取单元,用于获取目标铁路道岔钢轨的型号信息和现场锤击测试数据;构建单元,用于采用预设的有限元软件对所述目标铁路道岔钢轨的型号信息进行构建,得到道岔有限元模型;分析单元,用于基于所述道岔有限元模型进行频域分析,得到导纳曲线;对比单元,用于将所述导纳曲线与所述现场锤击测试数据进行对比分析,得到分析结果,所述分析结果包括所述导纳曲线和所述现场锤击测试数据的误差值;调整单元,用于当所述分析结果小于第一预设误差时,调整所述道岔有限元模型的刚度参数进行频域模拟分析,得到第一阶垂向弯曲模态频率,所述刚度参数包括轨下胶垫刚度和板下胶垫刚度,所述第一阶垂向弯曲模态频率用于表征所述目标铁路道岔钢轨在受到垂向方向力时,最容易发生振动的频率;拟合单元,用于基于所述刚度参数和所述第一阶垂向弯曲模态频率进行拟合,得到所述刚度参数和所述第一阶垂向弯曲模态频率之间的函数关系;第一计算单元,用于基于所述现场锤击测试数据和所述函数关系计算得到所述目标铁路道岔钢轨的弹性胶垫评价刚度;其中,所述对比单元包括:第二计算单元,用于基于所述导纳曲线上的多个峰值进行有效模态质量的计算,得到垂向方向上的有效模态质量;第一确定单元,用于从多个有效模态质量中确定出最大值,并将所述最大值对应的模态频率作为初始第一阶垂向弯曲模态频率;第三计算单元,用于基于所述现场锤击测试数据计算得到测试第一阶垂向弯曲模态频率,并计算所述初始第一阶垂向弯曲模态频率与所述测试第一阶垂向弯曲模态频率之间的差值,得到所述分析结果。
6.根据权利要求5所述的基于模态质量计算的弹性胶垫刚度评价装置,其特征在于,所述第二计算单元包括:第二确定单元,用于基于所述导纳曲线上的峰值对应的导纳幅值确定出在多个振动模式下垂向方向上的模态振型向量,得到多个模态振型向量,所述模态振型向量用于表征铁路道岔钢轨结构在振动模式下垂向方向上的相对变形;第二获取单元,用于基于所述铁路道岔钢轨型号信息获取对应的质量矩阵;第四计算单元,用于计算所述模态振型向量与所述质量矩阵的乘积,得到参与因子,所述参与因子用于表征振动模式在垂向方向上的贡献度;第五计算单元,用于计算所述参与因子的平方,得到所述有效模态质量。
7.根据权利要求5所述的基于模态质量计算的弹性胶垫刚度评价装置,其特征在于,所述第一计算单元包括:第六计算单元,用于将所述现场锤击测试数据代入所述函数关系进行计算,得到所述现场锤击测试数据对应的目标胶垫刚度;验证单元,用于对所述目标胶垫刚度进行对比验证,当所述验证结果满足设定条件时,将所述目标胶垫刚度为所述目标铁路道岔钢轨的弹性胶垫评价刚度。
8.根据权利要求5所述的基于模态质量计算的弹性胶垫刚度评价装置,其特征在于,构建单元包括:输入单元,用于将所述铁路道岔钢轨型号信息输入预设的有限元软件进行构建,得到道岔模型,其中,铁路道岔钢轨型号信息中的基本轨和护轨采用等截面梁模拟,铁路道岔钢轨型号信息中的尖轨和心轨采用变截面长梁模拟,铁路道岔钢轨型号信息中的扣压件和轨下胶垫采用线性弹簧模拟,铁路道岔钢轨型号信息中的铁垫板采用等截面欧拉梁模拟,铁路道岔钢轨型号信息中的板下胶垫刚度采用线性弹簧模拟,铁路道岔钢轨型号信息中的尖轨和滑床台的联结采用单向传力弹簧模拟;作为单元,用于将所述道岔模型中共用垫板位置的有限元模型作为所述道岔有限元模型。