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转向架构架声发射检测方法实验研究
| 论文题名： | 转向架构架声发射检测方法实验研究 |
| 关键词： | 列车转向架;裂纹扩展;声发射检测;傅里叶变换;声源定位;疲劳实验 |
| 摘要： | 随着列车速度的不断提高，转向架作为列车高速平稳运行的关键部件，其性能要求愈来愈高。然而传统方法对动车转向架构架的检测均在静态条件下完成，不但消耗了大量时间和精力，且转向架构架在运行过程中产生的缺陷难以被发现。声发射检测技术作为一种新型动态检测技术，能利用金属材料位错运动、受力变形及裂纹形成扩展伴随着声发射信号产生的特点。本文采用了对声发射信号经历图分析法、关联图分析法、傅里叶变换及小波变换的方法研究了裂纹处于不同阶段的声发射信号特性，实验结果分析表明由于拉伸实验结果和疲劳实验结果能够表征裂纹演变阶段，而且可以对裂纹整个变化过程进行准确描述，所以可为后期进行的材料声发射检测定量研究提供更可靠的参考依据。本文应用声发射仪器对平面定位方法，通过一定的转换和调整达到对转向架构架的定位能力，实验结果表明本文采用的定位方法具有一定准确性。本文主要的研究工作包括以下几方面： (1)进行了以构成转向架构架主要材料Q345钢的拉伸、三点弯曲和疲劳三种实验，分析了Q345钢在拉伸、弯曲及疲劳实验过程中裂纹萌生、扩展及断裂阶段声发射现象，实验结果验证了声发射检测技术对动车转向架构架动态安全监测的可行性和有效性。 (2)为了预判某一未知状态的裂纹所处的阶段，对试件的声发射信号进行了经历图分析（能量-时间、计数-时间），关联图分析（能量-持续时间、上升时间-持续时间、上升时间-能量、计数-持续时间）以及频谱分析（通过傅里叶变换）和时频分析(通过小波变换)，归纳了裂纹不同阶段（形成、扩展和断裂）的声发射特性规律。 (3)由于长期承受交变载荷作用，转向架构架焊接处易产生疲劳损伤，所以本文针对转向架构架横梁和侧梁处焊接部分进行声发射源定位实验研究。首先在缩放比例为1/10的转向架构架上针对焊接处布置了传感器，然后通过断铅模拟声发射源实验进行了声发射源定位研究，传统声发射仪器平面定位法是把转向架构架横梁展开成平面投影到侧梁所在平面上，这会产生一定的误差。而本文所用的定位法将推算出的声发射源定位位置与实验断铅位置进行比较后，位置坐标相近表示这种针对转向架构件横梁和侧梁之间焊缝的声发射源定位具有一定准确性。 |
| 作者： | 莫亚婧 |
| 专业： | 测试计量技术及仪器 |
| 导师： | 李秋锋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 南昌航空大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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