基于電磁超聲的列車輪對踏面在線探傷系統(tǒng)研究.pdf

1、隨著鐵路運輸在國民經(jīng)濟發(fā)展中的作用日益顯著，人們對鐵路運輸安全的要求也越來越高，列車輪對是承載列車運行的重要部分，在運行過程中易產(chǎn)生磨損、裂紋和剝離等傷損，嚴(yán)重影響列車安全運行。為此本文研制了一種基于電磁超聲的列車輪對踏面在線探傷系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以對行進(jìn)中的列車輪對進(jìn)行在線探傷，不影響列車的正常運行，探傷效率高。
　　本文研究了激發(fā)電磁超聲表面波的洛倫茲力機理和磁致伸縮力機理，在研究電磁超聲表面波的探傷方法的基礎(chǔ)上，依據(jù)電磁超聲特點

2、和實際探傷需求，提出了系統(tǒng)的技術(shù)指標(biāo)并設(shè)計了系統(tǒng)的總體方案。
　　本文推導(dǎo)電磁超聲表面波洛倫茲力機理和磁致伸縮力機理的數(shù)學(xué)模型，建立電磁超聲表面波換能器在平板中的二維有限元模型。通過仿真分析確定鋼板中洛倫茲力作用的接收信號是磁致伸縮力的6.4倍，因此仿真時可以忽略鋼板中磁致伸縮力作用的影響，能夠極大地減少仿真時間。利用建立的二維仿真模型分別對發(fā)射線圈和接收線圈進(jìn)行參數(shù)仿真實驗，分析不同參數(shù)對換能器探傷性能的影響，為換能器設(shè)計提供理

3、論依據(jù)。通過對比分析，確定骨架線圈的發(fā)射接收性能均優(yōu)于PCB線圈。
　　為了提高電磁超聲換能器的探傷性能，本文對常見的輪對踏面?zhèn)麚p類型進(jìn)行研究，將其等效為矩形傷損、三角形傷損和半橢圓形截面?zhèn)麚p三種類型。根據(jù)傷損特點，建立傷損的等效仿真模型。針對三種不同傷損類型，分別對發(fā)射線圈和接收線圈的槽數(shù)、每層導(dǎo)體數(shù)、層數(shù)和線徑共8個參數(shù)進(jìn)行正交試驗，得到了對三種類型傷損具有最優(yōu)綜合檢測性能的電磁超聲線圈參數(shù)組合，并確定了各參數(shù)對換能器探傷性能