【摘 要】
：
本文采用有限元方法数值分析道岔轨底压电超声导波的传播过程,得到不同尺寸的损伤对导波传播的影响规律;同时搭建了基于压电晶片传感器的无线结构健康监测系统平台,通过实验对仿真结果进行验证.实验结果表明:损伤尺寸的变化对超声导波传播的时域信号幅值影响较大,通过拟合的损伤因子-损伤尺寸曲线,发现损伤尺寸越大,损伤因子越大,可以定量分析轨底损伤尺寸.
【机 构】
：
南京航空航天大学自动化学院,南京210016
论文部分内容阅读
本文采用有限元方法数值分析道岔轨底压电超声导波的传播过程,得到不同尺寸的损伤对导波传播的影响规律;同时搭建了基于压电晶片传感器的无线结构健康监测系统平台,通过实验对仿真结果进行验证.实验结果表明:损伤尺寸的变化对超声导波传播的时域信号幅值影响较大,通过拟合的损伤因子-损伤尺寸曲线,发现损伤尺寸越大,损伤因子越大,可以定量分析轨底损伤尺寸.
其他文献
提出了一种通过检测铁磁性材料的磁致伸缩特性来反映残余应力的研究思路,设计了一种基于磁致伸缩原理的电磁超声应力检测系统.该系统使用FPGA产生激励信号,经功率放大后激励换能线圈,进而在铁磁性材料中激发超声波.针对电磁超声换能器信号十分微弱的特点,设计了微弱信号放大电路,提高了系统的抗干扰能力.利用此系统对多种铁磁性材料进行检测实验,绘制信号-场强曲线.实验测试结果表明,该曲线可以反映材料的磁致伸缩特
本文采用漏磁检测技术,通过非接触检测,消除了由于检测仪器与钢轨接触而产生的摩擦阻力.相较于传统的超声检测来说,本文所论述的检测技术不需要额外添加耦合剂,并且克服了检测装置高速运动条件下对钢轨铁磁性材料动态磁化、涡流影响等速度瓶颈.基于以上特点,从而将传统的50-80Km/h的检测速度,提升至200Km/h.
本文设计用于储罐漏磁检测的永磁铁和电磁线圈共同作用的新型混合励磁磁化部件,采用ANSYS对仿真模型进行基于缺陷漏磁场分布的励磁源有限元分析,分析了励磁源参数及检测对象参数对缺陷产生的漏磁场分布的影响,确定底板厚度和饱和安匝数的关系.搭建实验装置开展部分实验研究,分析对比实验数据,验证限元分析结果的正确性.本文研究内容为基于混合励磁漏磁检测的缺陷量化、仪器设计等提供一定理论基础.
本文章介绍了该系统所用的核心技术一一电磁超声技术.电磁超声技术利用洛伦兹力和磁致伸缩原理在金属或磁性材料中激发出超声导波,通过检测回波大小而判定缺陷,是一种超声无损检测新技术.与其他超声波检测方式不同,电磁超声技术在金属内部激发超声波而非在探头中产生超声波,因此具有无需耦合剂,可非接触检测,适应极端温度,便于自动化集成的优点.本文通过实际检测激光拼焊板焊缝的缺陷验证了电磁超声激光拼焊板焊缝质量检测
水电站蜗壳焊缝的无损检测一直是个难点,作者设计了含缺陷试块模拟蜗壳焊缝,使用电磁超声对试块进行检测,并对不同类型缺陷的电磁超声波形的特征进行分析,以提高其在实际检测中的准确性,文中还介绍了新型电磁超声技术在水电站蜗壳焊缝检测中的应用情况.
磁巴克豪森噪声分析技术可以反映铁磁材料微观组织变化特性,本文借助巴克豪森噪声采集系统获取MBN信号,提出了一种基于MBN多特征融合的核稀疏编码算法,实现了对相同奥氏体含量的不同铁磁材料和不同奥氏体含量的同一铁磁材料分类.并且通过实验数据验证了本文算法的有效性.由于分类精度较高,此方法可以用于定量检测奥氏体含量.
基于PEC的非铁磁性材料缺陷检测技术已经取得了成熟研究成果,但对于铁磁性材料,其铁磁性给缺陷检测带了较多的困难.本文用归一化的方法对实验数据进行处理,提取差分信号的时域特征,分析得出了特征值与铁磁性材料缺陷深度的关系,并将不同特征值进行对比,给出了合适的特征值.实验结果证明,新特征具有较好的灵敏度和稳定性,可以实现铁磁性材料的缺陷深度定量识别.
近年来,越来越多新的无损检测技术开始发展,其中就包括增量磁导率法.增量磁导率技术对铁磁材料多种微观结构特性的变化敏感,本文利用增量磁导率法研究了应力对Q235钢的影响并设定了几个特征值.结果表明,随着应力的增大,特征值变化明显,故增量磁导率法可以对Q235钢的应力进行定量无损检测.
目前,对于钢轨损伤的监测已经成为了国家铁路发展中的一个不可不重视的关键问题,由于传统的检测设备无法对钢轨进行实时监测,从而导致漏检、误检的发生.本文结合物联网和结构健康监测技术搭建了钢轨损伤监测的硬件系统,在岔道轨腰布置压电传感器阵列,用Lamb波激励压电传感器,对人工粘贴于轨头表面不同长度的损伤进行实验,实验表明该实验系统能够检测出钢轨的损伤有效信息.
激光超声检测技术作为一种新兴的无损检测方法,以其非接触式检测及对复杂形状试件检测效率高等显著优势,逐渐进入了人们的视线.本文介绍了激光超声的产生机理、检测方法、优点和技术难点,着重阐述了该技术在钢轨无损检测中的应用.