隨著軌道交通系統(tǒng)與鐵路系統(tǒng)的發(fā)展,安全性必須處于首要考慮地位,鋼軌探傷則是保障列車安全運(yùn)行的必要環(huán)節(jié)。當(dāng)前我國(guó)鋼軌探傷基于傳統(tǒng)的超聲波檢測(cè)技術(shù),在鋼軌軌底區(qū)域存在探傷盲區(qū),容易造成漏探、誤判。而超聲導(dǎo)波無(wú)損檢測(cè)技術(shù)具有檢測(cè)距離長(zhǎng)、全截面檢測(cè)、檢測(cè)效率高等優(yōu)勢(shì),特別適用于細(xì)長(zhǎng)型構(gòu)件的檢測(cè),若能將其應(yīng)用于鋼軌探傷中,對(duì)保障鐵路與軌道交通系統(tǒng)的安全運(yùn)營(yíng)以及提高基礎(chǔ)設(shè)施檢測(cè)水平具有重要的理論與現(xiàn)實(shí)意義。本文結(jié)合理論研究、數(shù)值仿真與實(shí)驗(yàn)研究對(duì)超聲導(dǎo)波鋼軌軌底無(wú)損檢測(cè)技術(shù)中導(dǎo)波激發(fā)、傳播、接收、信號(hào)處理的相對(duì)完整流程進(jìn)行了研究。對(duì)超聲導(dǎo)波在鋼軌軌底中傳播特性的研究是實(shí)現(xiàn)導(dǎo)波探傷的前提。本文利用半解析有限元法求解60kg/m制式鋼軌的頻散曲線;將不同區(qū)域鋼軌類比為相應(yīng)厚度的板,分析了板中蘭姆波的傳播特性,結(jié)合仿真與實(shí)驗(yàn)得出軌底特定激發(fā)方式下的導(dǎo)波模態(tài)與板中l(wèi)amb波的反對(duì)稱模式具有高度相似性;同時(shí)對(duì)軌底導(dǎo)波的傳播進(jìn)行了有限元仿真,直觀呈現(xiàn)了導(dǎo)波在鋼軌軌底的傳播過程,優(yōu)選了適合軌底導(dǎo)波探傷的頻率范圍與導(dǎo)波模態(tài);考慮到現(xiàn)場(chǎng)扣件對(duì)軌底的約束,將扣件等效為彈簧單元,研究了扣件對(duì)軌底導(dǎo)波傳播的影響。論文通過有... 

【文章來(lái)源】：深圳大學(xué)廣東省

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【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

深圳地鐵2030年線路規(guī)劃圖(來(lái)源于網(wǎng)絡(luò))

基于超聲導(dǎo)波的鋼軌軌底無(wú)損檢測(cè)技術(shù)的研究2因此，由于鐵路運(yùn)輸與城市軌道交通的性質(zhì)與作用，安全性必須處于首要考慮地位，軌道系統(tǒng)重大事故一旦發(fā)生，都將造成財(cái)產(chǎn)損失、人員傷亡、環(huán)境破壞，以致帶來(lái)不可估量的社會(huì)影響。盡管在列車安全和相關(guān)的鐵路線路維護(hù)策略方面取得了長(zhǎng)足的技術(shù)進(jìn)步，但列車脫軌事故仍頻頻在世界各地發(fā)生。表1-1以及圖1-2列舉了近年來(lái)國(guó)內(nèi)外發(fā)生的部分列車脫軌事故案例。表1-1近五年典型列車脫軌事故案例時(shí)間地點(diǎn)事故情況2020年3月5日法國(guó)英格奈姆地區(qū)列車脫軌，1名列車駕駛員嚴(yán)重受傷，另有20人受傷2020年2月20日澳大利亞墨爾本北部瓦蘭鎮(zhèn)列車翻覆，2人死亡，11人受傷2019年9月17日香港地鐵東鐵線紅磡站附近12節(jié)列車斷為兩截呈T字形，8人受傷2018年10月21日臺(tái)灣宜蘭新馬站附近18人死亡、190人受傷2016年11月20日印度北方邦布克拉楊地區(qū)全部車廂脫軌，120人死亡，226人受傷(a)香港地鐵紅磡站附近(b)臺(tái)灣宜蘭新馬站附近圖1-2列車出軌事故現(xiàn)場(chǎng)(來(lái)源于網(wǎng)絡(luò))除了設(shè)計(jì)、施工和人員操作不當(dāng)之外，鋼軌損傷導(dǎo)致的鋼軌斷裂也是列車出軌的重要誘因之一，據(jù)美國(guó)聯(lián)邦調(diào)察局(FRA)統(tǒng)計(jì)，2000年至2010年間，由于鋼軌斷軌導(dǎo)致的事故總財(cái)產(chǎn)損失已超出100億美元[1]。為了減少鋼軌斷軌的發(fā)生，減少列車事故發(fā)生的可能性，及時(shí)探明鋼軌是否損傷是防止鋼軌斷裂的必要條件之一。

荷增大，從而大大增加了鋼軌產(chǎn)生損傷以致發(fā)生故障的概率，當(dāng)前傳統(tǒng)的鋼軌無(wú)損檢測(cè)技術(shù)將面臨巨大的挑戰(zhàn)。因此，迫切需要發(fā)展探測(cè)鋼軌損傷的新技術(shù)，以降低鋼軌折斷的風(fēng)險(xiǎn)和潛在的災(zāi)難性后果，提高軌道交通系統(tǒng)與鐵路運(yùn)營(yíng)的安全系數(shù)，而提高鋼軌損傷檢測(cè)質(zhì)量的根本，便是發(fā)展鋼軌損傷檢測(cè)技術(shù)。1.1.2鋼軌損傷的類型鋼軌是軌道結(jié)構(gòu)中最重要組成部分，直接承受列車運(yùn)行過程中的荷載作用，鋼軌的性能與服役狀態(tài)都將直接影響到軌道系統(tǒng)的安全性。鋼軌的橫斷面為一左右對(duì)稱的類工字型，從上到下分為軌頭、軌腰、軌底三個(gè)區(qū)域，如圖1-3所示，不同型號(hào)的鋼軌其截面尺寸各有不同。圖1-3鋼軌斷面分區(qū)示意圖鋼軌缺陷包括鋼軌在生產(chǎn)制造中所遺存缺陷以及服役階段中產(chǎn)生的缺陷兩類[4]，值得注意的是，一般把服役階段中產(chǎn)生的缺陷才稱為鋼軌損傷。鋼軌損傷具體指鋼軌在服役階段發(fā)生斷裂，產(chǎn)生裂紋以及其他缺陷，使得鋼軌服役狀態(tài)的性能受到限制。其中斷裂可分


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