隨著高鐵和地鐵的高速發(fā)展,國內軌道交通的里程和運營規(guī)模逐年增加。鋼軌的安全對于保證軌道交通的安全具有重要意義。由于輪對的反復擠壓、摩擦和沖擊等因素,鋼軌會產生傷損,其初期集中于鋼軌頂面,以細小裂紋的形式存在。本文聚焦于鋼軌頂面裂紋的無損檢測技術,研發(fā)了一套非接觸的漏磁檢測系統,設計了系統軟硬件,通過實驗驗證了系統的有效性,為鋼軌頂面裂紋的檢測提供了一套有效的技術手段。本文研究了漏磁場的形成機理、磁路和磁場分布,根據z方向漏磁場分布的差模特性,設計了差分式的傳感器探頭結構,在此基礎上根據缺陷的尺寸、巡檢速度等因素確定了合適的采樣速度,并據此推導了差分傳感器的合理間距。分析了漏磁場強度與磁路磁阻的關系,在此基礎上提出了基于聚磁體的漏磁場增強方法,通過仿真研究了聚磁體形狀對漏磁場的影響,確定橫截面為正方形的聚磁體具有較強的聚磁效果,能較好的增強信號。進一步研究了正方形邊長對聚磁效果的影響,通過仿真發(fā)現邊長越大的聚磁體聚磁效果越好,但巡檢時振動等因素的干擾也會變大,在兼顧增強信號和抑制干擾這兩方面的基礎上確定了合適的邊長。在理論研究與仿真的基礎上,設計了一套非接觸的漏磁檢測系統,系統使用聚磁體... 

【文章頁數】：72 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 課題的研究背景及意義
    1.2 鋼軌缺陷檢測技術的研究現狀
        1.2.1 國外研究現狀
        1.2.2 國內研究現狀
    1.3 本文的研究內容
        1.3.1 研究內容
        1.3.2 章節(jié)安排
    1.4 文本的創(chuàng)新點
第二章 鋼軌漏磁檢測技術相關理論基礎
    2.1 電磁學理論基礎
        2.1.1 鐵磁性物質磁化機理
        2.1.2 電磁學基本定律
    2.2 漏磁場的形成及磁路分析
        2.2.1 漏磁檢測原理
        2.2.2 漏磁檢測磁路分析
    2.3 差分峰值檢測方法
    2.4 本章小結
第三章 漏磁檢測磁路的仿真分析及優(yōu)化
    3.1 模型的構建
    3.2 聚磁結構對漏磁場分布的影響分析
    3.3 聚磁結構對漏磁檢測信號的影響分析
    3.4 基于聚磁體的漏磁檢測系統性能探究
    3.5 本章小結
第四章 漏磁巡檢系統設計
    4.1 系統總體設計
    4.2 差分檢測探頭設計
        4.2.1 磁化器
        4.2.2 磁敏傳感器
        4.2.3 檢測探頭整體設計
    4.3 信號調理電路設計
        4.3.1 差分電路
        4.3.2 濾波電路
        4.3.3 放大電路
    4.4 系統主機設計
        4.4.1 工控機與采集系統
        4.4.2 電源模塊
    4.5 軟件介紹
        4.5.1 下位機調理電路單片機軟件設計
        4.5.2 上位機人機交互程序設計
    4.6 本章小結
第五章 系統試驗與結果分析
    5.1 無損檢測試驗平臺驗證試驗與結果分析
        5.1.1 試驗平臺樣例介紹
        5.1.2 試驗結果分析
        5.1.3 轉臺試驗小結
    5.2 自然缺陷樣例檢測試驗與結果分析
        5.2.1 自然缺陷樣例介紹
        5.2.2 試驗結果分析
        5.2.3 信號細節(jié)對比分析
    5.3 本章小結
第六章 總結與展望
    6.1 工作總結
    6.2 研究展望
參考文獻
致謝
在學期間的研究成果及發(fā)表的學術論文


【參考文獻】：
期刊論文
[1]我國鐵路網將升級為"八縱八橫"[J]. 時永慶.  工程建設標準化. 2016(07)
[2]雙傳感器差分峰值偵測的漏磁檢測新方法[J]. 吳德會,劉志天,蘇令鋅.  儀器儀表學報. 2016(06)
[3]Hertz理論與有限元法分析輪軌接觸疲勞的差異性研究[J]. 曹世豪,李煦,張四放,文良華,江曉禹.  機械工程學報. 2015(06)
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[7]鋼板缺陷的脈沖漏磁檢測系統設計及試驗[J]. 楊理踐,朱明,高松巍.  無損檢測. 2012(01)
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博士論文
[1]輪軌接觸特性及鋼軌損傷因素的理論及試驗研究[D]. 劉洋.蘭州交通大學 2016
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[3]中長期鐵路網規(guī)劃布局及優(yōu)化方法研究[D]. 周榮征.西南交通大學 2011

碩士論文
[1]鋼軌頂面裂紋巡檢系統開發(fā)[D]. 朱興俊.南京航空航天大學 2017
[2]探傷車車載鋼軌高速巡檢系統研究[D]. 張浪.南京航空航天大學 2016
[3]鐵路鋼軌裂紋的在線高速漏磁巡檢[D]. 高運來.南京航空航天大學 2013
[4]鐵路運輸業(yè)發(fā)展對我國就業(yè)的影響研究[D]. 任倩.北京交通大學 2012
[5]基于三維漏磁檢測技術的高速鐵路鋼軌斜裂紋特征識別研究[D]. 趙颯.南京航空航天大學 2010



本文編號：3650337