基于探头声场特性的钢轨超声检测研究.pdfVIP

第 10卷 第 5期 铁道科学与工程学报 VOI．10 NO．5 2013年 10月 JOURNALOFRAlLWAYSCIENCEANDENGINEERING Oct．2013 基于探头声场特性的钢轨超声检测研究 张书增 ，杨岳 ，刘希玲 ，李雄兵 ，胡宏伟 (1．中南大学 CAD／CAM研究所，湖南 长沙410075； 2．长沙理工大学汽车与机械工程学院，湖南 长沙 410114) 摘 要：在分析钢轨主要缺陷分布规律的基础上，引入多元高斯声束模型，结合钢轨形状特征进行了圆形平面探头和矩形 平面探头辐射入钢轨内声场的模拟。通过钢轨内部的声场分析模拟，确定各探头的有效检测区域，并对相应的钢轨超声检 测工艺开展研究。针对钢轨内部不同位置缺陷进行了超声检测实验，实验结果的A波图显示：轨头内部、轨底及轨腰部的 缺陷能够被有效检测，与超声探头声场模拟结果预期能够 良好吻合。 关键词：超声检测；钢轨；多元高斯模型；声场模拟 中图分类号：U213．4 3 文献标志码：A 文章编号：1672—7029(2013)05—0123—06 Railultrasonicinspectionbasedonthefeaturesoftransducersoundfield ZHANG Shuzeng ，YANG Yue ，LIU Xiling ，LIXiongbing ，HU Hongwei (1．CAD／CAMInstitute，CentralSouthUniversity，Changsha410075，China； 2．CollegeofAutomobileandMechanicalEngineering，ChangshaUniversityofScienceandTechnology，Changsha410114，China) Abstract：Onthebasisofanalyzingdistribution regularitiesofdefectsofrails，adoptingthemulti—Gaussian beam modelandbasedonshapeparametersofrails，simulationsofsoundfieldperformedwhichweretakenplace inrailsrespectivelywiththecircularplanetransducersandrectangularplanetransducer．Relyingonanalysisand simulationsofsoundfieldinrails，effectiveinspectingraeaofeachtransducerwasdetemr inedaccordingly，and relevanttechniquesofultrasonicinspectionofrailswereresearched．Ultrasonicinspectingtestsweremadetode— tectthedefectsindifferentpartsofrails．Theresultsshow thatdefectsinrailheads，railbasesaswellasrail waistscanbeeffectivelydetected，whichcanbemadecoincidencewithpredictionsofsimulatingresultsofsound fieldbyultrasonictransducers． Keywords：ultrasonicinspection；rails；multi—Gaussianbeam；soundfieldsimulation 钢轨的质量是保证铁路运行安全的重要因素 的方法 中，超声波检测技术具有无损、便捷、对人体 之一，而钢轨在生产及使用过程 中，不可避免的会 无害及设备成本低等优点，成为钢轨检测的首选方 出现各种缺陷 J。存在钢轨 内的缺陷类型较多， 法_4j。为确保对钢轨进行全面探伤，对不同位置