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钢轨缺陷超声波检测简单分析

发布时间:2021-5-31 11:03:40   浏览次数:

铁路损伤检测大多采用大型高速钢轨探伤车与手推探伤小车相结合的方式进行钢轨无损检测,国外钢轨检测以大型探伤车为主,手推探伤小车为辅旧,而国内由于车流量密度大,探伤作业无固定时间,导致大型探伤车无法频繁使用,只能以手推探伤小车为主进行检测。我们使用的探伤小车大多采用传统超声波探伤法,受超声波传播特性影响致使在钢轨截面检测中存在较大的不足,由于钢轨长期暴露野外,除轨顶踏面外其它各表面容易发生腐蚀、生锈,故探伤传感器只能放于轨顶踏面从而限制了对轨距角、轨底等部分的检测,由于超声波检测时在探头的近场区内,由于声压有所起伏,使其对轨顶表面及近表面的缺陷检测效果较差甚至无法检测,传统超声波频率一般在2Mhz一5MHz之间,由于高频超声波能量衰减较大、且方向性强,致使其无法对轨距角和轨底等部位的缺陷进行检测


通过在钢轨踏面(轨顶)激发声波信号,同时在轨顶接收竖直方向和横向加速度响应,并对各响应信号进行三层小波包分解,并分析对损伤敏感的频率范围。经过本文研究得到如下结论:


(1)通过对竖直方向和横向加速度响应的时域和频域对比发现,时域信号很难发现损伤信息。但横向加速度响应的频谱结果,可发现结构在损伤前后存在明显的区别,可用于损伤识别。


(2)通过对不同损伤工况横向加速度响应的三层小波包能谱对比,可发现对钢轨损伤敏感的频率范围,该方法可用于确定对损伤敏感的频率范围。


(3)对于轨距角损伤,频带8(5.6 kHz~6.4kHz)下计算的损伤指标随损伤程度呈单调递增关系,该频率信号可用于识别轨距角损伤程度;对于轨底角损伤,频带7(4.8 kHz~5.6 kHz)随损伤程度呈单调递增关系,该频率可用于识别轨底角损伤程度。

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