鋼軌應力超聲波檢測的前期研究.pdf

1、溫度變化引起長鋼軌的縱向應力對鐵路運輸危害很大，為了保證安全，鐵路局人員要在適當?shù)臅r候釋放鋼軌的縱向應力，但因為不能確定應力的大小和具體的位置造成巨大的人力物力的浪費。所以有效的鋼軌應力檢測方法研究成為急切的需要。超聲檢測因其對材料的無損檢測優(yōu)點被用于工業(yè)生產的多個領域，應力檢測也是其中一部分。本實驗室首次研究鋼軌應力的超聲波檢測方法，本文是關于超聲鋼軌應力檢測方法的前期研究工作。本文的主要內容包括：討論超聲檢測應力的基本原

2、理。超聲檢測鋼軌應力是利用了彈性模量在彈性區(qū)域隨應力的變化有大約0.1％的變化。在需要的精度范圍內，可以認為彈性模量隨應力變化是線性的。通過聲速與彈性變量的關系，我們可以得到應力的變化與固定距離之間的聲時變化的線性關系。最后說明了其它因素對鋼軌應力的超聲波檢測的影響。對電磁聲換能器(EMAT)進行探索研究。聲雙折射法和SH波法是鋼軌應力檢測的重要方法，它們都用到EMAT。由于國內對EMAT的研究很少，本文進行了對EMAT的探索

3、性研究。其中講述了EMAT的基本原理、介紹各種不同的EMAT以及設計和制作EMAT需要注意的地方。最后制作了簡單的EMAT，并用該EMAT進行發(fā)射和接收的信號實驗。討論鋼軌應力檢測的臨界折射縱波(LCR，critical reflected longitudinal)技術。先從理論上分析LCR波激發(fā)的原因，然后用有限元法分析LCR在鋼軌中傳播的聲場分布，從理論和有限元結果得出結論，LCR波實際上是由有限尺寸的換能器的前后邊緣激

4、發(fā)的頭波和在臨界角入射的平面波激發(fā)的頭波的合成。最后分析了用LCR波比用橫波檢測應力能獲得更高靈敏度的原因。用LCR技術進行鋼軌應力檢測實驗。因為我們制作的EMAT還不成熟，最后用LCR方法進行鋼軌應力的超聲波檢測實驗。其中詳細地說明了實驗設備的建立，其中包括整套超聲應力檢測系統(tǒng)，應力大小測量系統(tǒng)；分析檢測系統(tǒng)在鋼軌位置的應力檢測結果，確定最佳位置。結果表明鋼軌應力的超聲波檢測方法的可行性。本文論述的是對鋼軌應力的超聲波檢