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基于超声导波的尖轨探伤的数值仿真与实验研究
| 论文题名： | 基于超声导波的尖轨探伤的数值仿真与实验研究 |
| 关键词： | 超声导波;尖轨探伤;无损检测;换能器阵列;传播特性;三维模型;数值模拟 |
| 摘要： | 铁路是国家的重要基础设施，也是一种人们所能便捷使用的大众化的交通工具，因此铁路一直在我国综合交通体系中处于骨干地位。其中，道岔是轨道系统中重要的一环，而尖轨更是道岔系统中的重要部件，依靠扳动尖轨，可以让列车驶入指定线路。而由于尖轨需要由转辙器驱动变换线路，其转辙角通常比较大，列车对尖轨的冲击力也会相对较大，尖轨通常更易于磨损和产生裂纹。然而，现有的超声波检测技术无法有效的对尖轨尖端部位实现检测，因此行业内迫切需要发展出合适有效的尖轨探伤技术。基于这种需求，本文主要研究超声导波在尖轨中的传播特性，主要研究内容包括： 1)本文根据SC330型号道岔尖轨建立了三维模型，使用LS-Dyna数值模拟验证了超声导波在尖轨中传播的可行性，并分别分析了低频信号、中高频信号在尖轨中传播的特性，找出了在尖轨中传播的主要模态。 2)在三维模型中制作不同位置的损伤，并在有限元软件中分别使用不同频率的导波进行探伤过程，验证使用超声导波在尖轨中探伤的可能性。研究表明，数值仿真中超声导波确实具有在尖轨中探伤的能力，且中心频率和激励导波的位置的选取会影响缺陷信号的识别。 3)结合数值模拟中导波的传播规律以及探伤效果，开展了导波尖轨探伤实验。选取了全长5.25米的P50型道岔尖轨，使用各个频段的激励信号在轨头以及轨底分别进行实验研究，详细分析了各频段的典型实验信号，找到了最适宜导波传播的中心频率。实验结果验证了导波能够在尖轨中有效传播。 |
| 作者： | 严寅中 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 马宏伟 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 暨南大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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