隨著交通事業(yè)不斷進(jìn)步,我國已成為軌道交通強(qiáng)國。軌道交通的興起固然會(huì)帶來巨大的社會(huì)效益及經(jīng)濟(jì)效益,但同時(shí)更應(yīng)該重視車輛安全與運(yùn)行過程中的安全問題。其中,車輪安全是軌道交通車輛安全的基礎(chǔ),車輪一旦出現(xiàn)問題,后果不堪設(shè)想。由車輪故障導(dǎo)致的重大事故嚴(yán)重性激發(fā)了業(yè)內(nèi)對車輪損傷檢測方法的研究。通過調(diào)查輻板裂紋故障,其中車輪輻板裂紋的產(chǎn)生可能會(huì)導(dǎo)致車輪崩裂,從而造成列車脫軌,后果極其嚴(yán)重,而且對其檢測方法的研究較少。因此,本文針對車輪輻板裂紋提出了基于導(dǎo)波的損傷檢測方法,對損傷進(jìn)行檢測識別及定位。本文的主要工作如下:（1）本文根據(jù)對導(dǎo)波研究及車輪輻板情況,選擇了適用于板結(jié)構(gòu)的Lamb波進(jìn)行裂紋損傷檢測。對Lamb群速度及相速度進(jìn)行了計(jì)算,并求解了不同材料的頻散曲線。對Lamb波的激勵(lì)信號進(jìn)行了優(yōu)化選擇,最終選擇的激勵(lì)信號為經(jīng)過漢寧窗調(diào)制的正弦波窄帶信號,波峰個(gè)數(shù)為5。利用短時(shí)傅里葉變換方法對實(shí)驗(yàn)采集到的Lamb波信號進(jìn)行時(shí)頻處理分析,通過對曲面鋼板的研究表明,曲面的存在不會(huì)造成Lamb波的反射,波會(huì)在板中繼續(xù)向前傳播。采集了 19種不同大小的損傷對應(yīng)的波形信號,以損傷反射波的能量幅值為損傷標(biāo)識量,采... 

【文章來源】：北京交通大學(xué)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：101 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１－１軌道車輛車輪??Ｆｉｇ．?１－１?Ｗｈｅｅｌ?ｏｆ?Ｒａｉｌ?Ｖｅｈｉｃｌｅ??

１．２車輪輻板裂紋損傷概況??在軌道交通車輛中，鐵路貨車車輪的輻板出現(xiàn)裂紋情況較多。２００４年初，神??華鐵路發(fā)生了貨車車輪崩輪事件，原因是輻板孔產(chǎn)生裂紋；２００４年７月，京滬線??上一貨車車輪崩裂并導(dǎo)致了重大行車事故，也是由輻板孔裂紋引起［２１］；?２００７年１??月１４日，蘭州局蘭州西機(jī)務(wù)段ＳＳ７ｃ型００５０號電力機(jī)車前軸左輪輻板崩裂成三部??分，掉塊上的裂紋來自于車輪輻板外側(cè)表面。經(jīng)過檢測得知崩裂車輪的輻板在之前??進(jìn)行過焊補(bǔ)，而且焊補(bǔ)位置有柱狀晶體以及焊接裂紋，同時(shí)焊補(bǔ)區(qū)域是車輪輻板最??大應(yīng)力區(qū)，此為造成崩輪的根本原因［２２］；?２００１年８月３日，佳木斯東車輛段一輪對??輻板出現(xiàn)一條裂紋大概長５５０ｍｍ、深０．７ｍｍ；?２００２年１０月５日，此車輛段又出??現(xiàn)一例長５０ｍｍ的輻板孔裂紋ｆ２３』。據(jù)朱宜堯［＠等人統(tǒng)計(jì)，出現(xiàn)輻板裂紋包括輻板??孔裂紋的輪對數(shù)量達(dá)到輪對總數(shù)的３成左右。輪徑的大小對輻板（包括輻板孔）出??現(xiàn)裂紋的影響較大，輪徑小的輪對相對輪徑大的輪對更易出現(xiàn)裂紋，且更為嚴(yán)重。??車輪材質(zhì)與裂紋的產(chǎn)生也有一定的關(guān)系，輻板（包括輻板孔）產(chǎn)生裂紋的輾鋼輪占??

了分析研究，求解了?Ｌａｍｂ波群速度在鋼軌中的衰減率。??本文在開始研究之初，通過ＡＢＡＱＵＳ軟件對Ｌａｍｂ波在車輪輻板中的傳播進(jìn)??行了仿真，如圖１－４所示，從中可以看出，Ｌａｍｂ波在車輪輻板中的傳播距離較遠(yuǎn)，??覆蓋面積較大，因此本文將基于Ｌａｍｂ波的損傷檢測方法應(yīng)用于軌道交通領(lǐng)域，通??過在車輪輻板上布置一定的傳感器網(wǎng)絡(luò)對車輪輻板裂紋損傷進(jìn)行檢測。??ＩＩ??廠?＿?＿?ｒ??Ｉ??顯ｉｉ＿ｐ丨丨?｜Ｐｉ??圖１－４車輪輻板中Ｌａｍｂ波傳播仿真??Ｆｉｇ．?１－４?Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｌａｍｂ?Ｗａｖｅ?Ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ?ｉｎ?Ｗｈｅｅｌ?Ｗｅｂ??１．３．３基于Ｌａｍｂ波檢測信號的特征提取方法??針對信號的特征提取，ＳｔａｓＺｅｗＳｋｉ［６７］介紹了目前使用較多的損傷檢測信號處理??方法，包括時(shí)域、頻域以及時(shí)頻域三種分析方法。??７??


本文編號：3141859