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基于超声波技术的动车组线路连接器侵水量检测研究
| 论文题名： | 基于超声波技术的动车组线路连接器侵水量检测研究 |
| 关键词： | 动车组;线路连接器;侵水量检测;超声波 |
| 摘要： | 动车组列车底部多个传感器的线路连接器由于各种原因有水汽侵入，水汽在连接器内积少成多，水位到达一临界值会造成线路短路，进而影响到列车行车安全。因此对连接器内水位状态的检测至关重要。本论文采用超声检测的方法进行研究。超声检测方法具有灵敏度高、检测速度快、检测时间短的优点，可以快捷、方便地检测出连接器内水位状态，以指导检修工人排水作业，减轻工人工作量，提高连接器使用寿命。本文研究的具体工作如下: 首先，基于连接器实体结构和工况，选择脉冲反射法进行研究。基于声波在固体和液体中的传播理论，推导出超声在连接器与水（空气）界面的声压反射系数，得出超声在不同界面反射回波能量具有显著差异，从而选出超声波能量作为超声检测的参考值。 其次，建立了连接器有限元模型，对连接器满水位、半水位、无水三种状态分别进行仿真，获得其回波波形，计算出回波信号能量值，比较不同状态回波信号能量的区别，验证了理论计算的正确性。并对有限元模型施加不同超声频率，比较不同频率下回波波形特点，选出适合连接器的超声检测频率。 然后，通过高斯声束模型，推导出圆形探头声场在固体中分布的表达式，基于MATLAB编程，计算不同频率、不同直径超声探头的声场分布，并对计算结果进行了可视化处理，总结出探头激发频率和直径对声束指向性、近场长度的影响规律。根据仿真结果以及连接器的尺寸选择合适的超声探头直径，为下一步检测试验的传感器选型提供了理论依据。 最后，设计满水位、3/4水位、半水位、1/4水位、无水状态检测试验，运用pocket-AE设备发射不同频率超声波脉冲，采集到回波信号数据，计算出回波信号能量值，比较不同水位状态回波信号能量值区别。试验表明超声检测方法可以成功检测出连接器内水位状态。 |
| 作者： | 赵灿祥 |
| 专业： | 机械工程 |
| 导师： | 万里冰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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