基于聲發(fā)射技術(shù)輪軸疲勞裂紋檢測(cè)與剩余剛度的研究.pdf

1、作為鐵路車輛行走的重要部件，機(jī)車輪軸會(huì)受到諸如路譜、振動(dòng)沖擊、摩擦力和慣性力等作用，容易產(chǎn)生各種損傷，普遍的失效形式是疲勞損傷，而損傷的主要表現(xiàn)形式為疲勞裂紋。為了保證高速鐵路的行車安全，需要針對(duì)輪軸的疲勞裂紋擴(kuò)展整個(gè)歷程來(lái)進(jìn)行測(cè)試和研究。傳統(tǒng)的無(wú)損檢測(cè)手段（如磁粉檢測(cè)與超聲波探傷）無(wú)法做到在線動(dòng)態(tài)檢測(cè)，不能探測(cè)到構(gòu)件內(nèi)部的早期微觀裂紋，不能分辨不同類型的疲勞故障和其對(duì)累積疲勞的影響，存在許多局限;與之相比聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)作為一項(xiàng)在線的動(dòng)

2、態(tài)裂紋檢測(cè)方法，可以基于來(lái)自裂紋本身的聲發(fā)射信號(hào)對(duì)裂紋進(jìn)行分析。所以，聲發(fā)射檢測(cè)技術(shù)可以反映材料疲勞裂紋的萌生以及擴(kuò)展規(guī)律，同時(shí)指導(dǎo)裂紋機(jī)理性研究，最后為關(guān)鍵結(jié)構(gòu)部件的壽命評(píng)估和分析提供技術(shù)支持。
　　本文主要針對(duì)被測(cè)輪軸做聲發(fā)射疲勞檢測(cè)試驗(yàn)研究。提取疲勞裂紋相關(guān)的聲發(fā)射特征信號(hào)，并基于聲發(fā)射相關(guān)參數(shù)分析輪軸疲勞裂紋擴(kuò)展;結(jié)合裂紋疲勞損傷理論，探究聲發(fā)射表征參數(shù)和輪軸疲勞剛度模型之間的關(guān)系，對(duì)輪軸疲勞剩余剛度進(jìn)行預(yù)測(cè)研究。具體內(nèi)容

3、如下所示:
　　(1)根據(jù)金屬裂紋的聲發(fā)射信號(hào)信息和輪軸疲勞試驗(yàn)條件，完成聲發(fā)射測(cè)試試驗(yàn)方案;根據(jù)ANSYS應(yīng)力云圖，確定試驗(yàn)測(cè)試點(diǎn)位置;在青島四方技術(shù)中心的疲勞試驗(yàn)臺(tái)完成輪軸疲勞裂紋擴(kuò)展行為的試驗(yàn)，并采集聲發(fā)射試驗(yàn)數(shù)據(jù)。
　　(2)對(duì)聲發(fā)射數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析。依據(jù)裂紋擴(kuò)展速率對(duì)輪軸的疲勞壽命進(jìn)行推測(cè)。采用參數(shù)分析法分析信號(hào)的時(shí)域特征參數(shù)，選取有用的試驗(yàn)參數(shù)來(lái)描述輪軸裂紋萌生、擴(kuò)展以及斷裂階段，并畫出整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程參數(shù)擬合曲線