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通过式轨道车辆车轮无损检测装置的研究

师蔚  
【摘要】:轨道车辆车轮中的缺陷,特别是车轮踏面裂纹是引发事故的巨大隐患。目前国内对运行中的车辆轮对的检测主要依靠工作人员以耳听、眼看、手摸为主的人工检测,这种检测方式对于车轮踏面细小裂纹不易查出,同时由于停站时间和工作人员数量的限制,不能对每一个车轮进行全面检测,检测结果令人堪忧。随着铁路运行速度的提高,车轮的裂纹、磨损等破坏急剧增加,这种检测手段已经不能满足现代化高速铁路发展的需要,因此研究一种在线的通过式轨道车辆车轮无损检测装置具有重要的现实意义。本文研究的通过式轨道车辆车轮的检测装置是一种采用基于电磁超声技术的检测装置,能够及时快捷地在车辆进站时对每一个通过的车轮踏面进行全面检测。 本文首先研究了轨道车辆车轮踏面缺陷的种类及扩展规律。其次,根据轨道车辆车轮踏面在线无损检测的特点和要求,运用电磁超声的基本理论,设计了电磁超声表面波无损检测装置。该检测装置的设计主要包括电磁超声换能器、系统的整体方案设计及其辅助机械系统设计等。然后,深入研究电磁超声换能过程的数学模型,并借助有限元分析软件对设计出的电磁超声装置中的关键部分—电磁超声换能器部分进行分步仿真,分别对静磁场、涡流场、力分布场、波动场进行仿真,研究出电磁超声换能器中各参数及外部测量参数分别对电磁超声换能器及检测的影响程度,从而进一步优化电磁超声换能器中的设计参数。最后,关于进一步工作的方向进行了简要的讨论。


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