本文關鍵詞：通過式軌道車輛車輪無損檢測裝置的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：軌道車輛車輪中的缺陷，特別是車輪踏面裂紋是引發(fā)事故的巨大隱患。目前國內(nèi)對運行中的車輛輪對的檢測主要依靠工作人員以耳聽、眼看、手摸為主的人工檢測，這種檢測方式對于車輪踏面細小裂紋不易查出，同時由于停站時間和工作人員數(shù)量的限制，不能對每一個車輪進行全面檢測，檢測結果令人堪憂。隨著鐵路運行速度的提高，車輪的裂紋、磨損等破壞急劇增加，這種檢測手段已經(jīng)不能滿足現(xiàn)代化高速鐵路發(fā)展的需要，因此研究一種在線的通過式軌道車輛車輪無損檢測裝置具有重要的現(xiàn)實意義。本文研究的通過式軌道車輛車輪的檢測裝置是一種采用基于電磁超聲技術的檢測裝置，能夠及時快捷地在車輛進站時對每一個通過的車輪踏面進行全面檢測。 本文首先研究了軌道車輛車輪踏面缺陷的種類及擴展規(guī)律。其次，根據(jù)軌道車輛車輪踏面在線無損檢測的特點和要求，運用電磁超聲的基本理論，，設計了電磁超聲表面波無損檢測裝置。該檢測裝置的設計主要包括電磁超聲換能器、系統(tǒng)的整體方案設計及其輔助機械系統(tǒng)設計等。然后，深入研究電磁超聲換能過程的數(shù)學模型，并借助有限元分析軟件對設計出的電磁超聲裝置中的關鍵部分—電磁超聲換能器部分進行分步仿真，分別對靜磁場、渦流場、力分布場、波動場進行仿真，研究出電磁超聲換能器中各參數(shù)及外部測量參數(shù)分別對電磁超聲換能器及檢測的影響程度，從而進一步優(yōu)化電磁超聲換能器中的設計參數(shù)。最后，關于進一步工作的方向進行了簡要的討論。
【關鍵詞】：車輪踏面 電磁超聲 無損檢測 有限元仿真
【學位授予單位】：同濟大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2005
【分類號】：TH878
【目錄】：

• 學位論文版權使用授權書3-4
• 同濟大學學位論文原創(chuàng)性聲明4-5
• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-18
• 1.1 選題的意義10-11
• 1.2 軌道車輛車輪無損檢測技術的發(fā)展11-14
• 1.2.1 靜態(tài)檢測11-13
• 1.2.1.1 磁粉探傷12
• 1.2.1.2 超聲波探傷12-13
• 1.2.2 動態(tài)檢測技術13-14
• 1.3 電磁超聲技術發(fā)展及研究現(xiàn)狀14-17
• 1.4 本文研究內(nèi)容17-18
• 第2章 車輪踏面損傷的損傷形式及擴展規(guī)律18-25
• 2.1 車輪踏面的損傷原因及形式18-21
• 2.1.1 踏面裂紋18-19
• 2.1.2 踏面的磨損19
• 2.1.3 踏面剝離19-20
• 2.1.4 踏面擦傷20-21
• 2.2 裂紋的擴展規(guī)律21-24
• 2.3 本章小結24-25
• 第3章 通過式軌道車輛車輪檢測電磁超聲裝置的設計25-43
• 3.1 電磁超聲的激發(fā)機制25-28
• 3.1.1 洛侖茨力機制原理25-26
• 3.1.2 磁致伸縮力機制原理26-28
• 3.2 選擇電磁超聲波型28-30
• 3.2.1 縱波波型28
• 3.2.2 橫波波型28-29
• 3.2.3 表面波波型29
• 3.2.4 Lamb波波型29-30
• 3.2.5 電磁超聲的波型選擇30
• 3.3 通過式軌道車輛車輪檢測電磁超聲裝置設計30-42
• 3.3.1 車輪的電磁超聲動態(tài)檢測原理30-31
• 3.3.2 電磁超聲表面波換能器的設計31-37
• 3.3.2.1 電磁超聲換能器發(fā)射和接收方式的設計31-33
• 3.3.2.2 線圈的設計33-34
• 3.3.2.3 磁鐵的選擇34-37
• 3.3.2.4 激磁場設計37
• 3.3.3 電磁超聲檢測裝置的主電路設計37-40
• 3.3.3.1 高頻發(fā)射單元38-39
• 3.3.3.2 接收單元39-40
• 3.3.4 設計輔助機械系統(tǒng)40-42
• 3.4 本章小結42-43
• 第4章 電磁超聲換能器換能數(shù)學模型43-50
• 4.1 電磁產(chǎn)生的電、磁、波耦合理論43-46
• 4.1.1 虎克定律與微觀運動方程43-44
• 4.1.2 電磁超聲耦合一般方程44-45
• 4.1.3 固體中聲波的波動方程45-46
• 4.2 鐵磁性材料的換能模型46-49
• 4.2.1 洛侖茨力46-48
• 4.2.2 磁致伸縮力48-49
• 4.3 本章小結49-50
• 第5章 電磁超聲換能器發(fā)射場的有限元仿真50-72
• 5.1 有限元仿真軟件介紹50-51
• 5.2 仿真方案確定51-52
• 5.3 靜磁場仿真52-65
• 5.3.1 永磁體磁化結果仿真53-57
• 5.3.1.1 研究永磁體的高度對踏面表面磁感應強度的影響54-56
• 5.3.1.2 提離值對踏面表面的磁感應強度的影響56-57
• 5.3.2 直流電磁鐵磁化結果仿真57-61
• 5.3.2.1 研究直流電磁鐵激磁電流大小對踏面表面磁感應強度的影響58-59
• 5.3.2.2 提離值對踏面表面的磁感應強度的影響59-61
• 5.2.3 交流電磁體靜磁場仿真61-64
• 5.2.3.1 研究交流電磁鐵激磁電流頻率對踏面表面磁感應強度的影響61-62
• 5.2.3.2 研究交流電磁鐵的激磁電流大小對踏面表面磁感應強度的影響62-63
• 5.2.3.3 提離值對踏面表面的磁感應強度的影響63-64
• 5.2.4 靜磁場仿真結論64-65
• 5.4 渦流場仿真65-69
• 5.4.1 對設計狀態(tài)渦流場仿真65-67
• 5.4.2 集膚層渦流密度大小受激發(fā)電流幅值大小的影響67-68
• 5.4.3 集膚層渦流密度大小受提離值的影響68-69
• 5.5 力分布場仿真69-70
• 5.6 波動場仿真70-71
• 5.7 本章小結71-72
• 第6章 結論與展望72-74
• 致謝74-75
• 參考文獻75-78
• 個人簡歷 在讀期間發(fā)表的學術論文與研究成果78

【引證文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 孫精文;吳凱;;靜態(tài)車輪表面裂紋缺陷檢測的研究[J];科協(xié)論壇(下半月);2012年07期

中國碩士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前5條

1 周佳偉;電磁超聲換能器的機理研究及其仿真分析[D];沈陽工業(yè)大學;2011年

2 陳剛;列車輪對診斷測量系統(tǒng)研究與設計[D];重慶大學;2011年

3 劉明明;金屬板表面電磁超聲探傷技術的研究[D];沈陽工業(yè)大學;2012年

4 安佰江;電磁超聲檢測機理的實驗研究[D];華中科技大學;2008年

5 李爽;管壁缺陷的電磁超聲檢測技術實驗研究[D];北京化工大學;2010年

  本文關鍵詞：通過式軌道車輛車輪無損檢測裝置的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號：300725