資源描述：
《超聲導波在軌頭中缺陷檢測的有限元模擬分析》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在應用文檔-天天文庫。
1、西南交通大學學位論文版權使用授權書本學位論文作者完全了解學校有關保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關部門或機構送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權西南交通大學可以將本論文的全部或部分內(nèi)容編入有關數(shù)據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復印手段保存和匯編本學位論文。本學位論文屬于1．保密口，在年解密后適用本授權書；2．不保密耐名用本授權書。(iff在以上方框內(nèi)打“√”)學位論文作者簽名：l司源日期：2驢7怔F．2彥指導老師簽名：日期：2汐／仁西南交通大學碩士學位論文第1頁摘要由于軌頭缺陷導致了許多鐵路事故，甚至發(fā)生列車脫軌的嚴重的后果。鐵路行
2、業(yè)的一個主要挑戰(zhàn)是檢測軌頭的臨界表面缺陷。在這樣的背景下，常規(guī)的檢測方法已被證明不夠可靠的檢測出臨界表面缺陷。因此，本文的目的是建立一種方法對軌頭缺陷進行準確性檢測。方法是使用低頻表面波掃描反射波檢測。本文對導波在軌頭厚度的鋼板與軌頭中的傳播特性，頻散曲線及缺陷檢測做了研究，具體工作如下：首先闡述了導波檢測的國內(nèi)外現(xiàn)狀。介紹了導波的基本理論，研究導波在鋼板和鋼軌中群速度的頻散曲線。其次，闡述了使用ABAQUS數(shù)值模擬鋼板中的導波傳播基本過程，畫出了有限元數(shù)值模擬分析的流程圖，針對鋼板中導波傳播的有限元數(shù)值模擬仿真，簡單的闡述了各個步驟的內(nèi)容，特別是針對激勵選擇問題，選擇了漢寧
3、窗函數(shù)信號，有效的提高了仿真結(jié)果的辨識度，為此后數(shù)值模擬分析的結(jié)論做準備。然后通過建立二維有限元模型，首先詳細的闡述了導波在鋼板中傳播數(shù)值模擬的具體參數(shù)，主要介紹網(wǎng)格劃分和時間步長確定。分析了導波的頻散現(xiàn)象，主要分析了頻積厚在10MHz-mm左右范圍內(nèi)的仿真結(jié)果，分析頻散現(xiàn)象之后速度最快模態(tài)的群速度大小，并且對其大小與理論結(jié)果進行對比，驗證有限元仿真的準確性，鋼板模型中導波群速度相對誤差為0．66％，接著對有缺陷的鋼板進行有限元仿真，利用導波在鋼板中傳播遇到缺陷的反射回波確定缺陷位置。仿真得到鋼板中缺陷位置結(jié)果與真實缺陷位置的準確率達到0．54％。最后通過建立三維有限元模型，
4、首先分析導波在軌頭中傳播的頻散現(xiàn)象，突出分析了頻率在20KHz時主要模態(tài)導波的群速度大小，并且與理論結(jié)果進行對比，驗證三維有限元模型的準確性，軌頭模型中導波群速度相對誤差為4．19％，最后對有臨界缺陷的軌頭模型進行三維有限元仿真，利用導波在軌頭中傳播遇到缺陷的反射回波確定缺陷位置。仿真得到軌頭中缺陷位置結(jié)果與真實缺陷位置的準確率為4．6％。并且進行了軌頭模型中的頻率優(yōu)化選擇，在探究軌頭模型的傳播特性時選擇大于20kHz小于40kHz的中心頻率激勵信號進行計算與觀察；當在對有無缺陷的軌頭模型進行對比時，選擇20KHz的激勵信號最有利于計算與觀察。導波在帶缺陷的軌頭模型的缺陷位置
5、時選擇激勵信號中心頻率為50KHz時，能得到最準確的觀察結(jié)果。關鍵詞：無損檢測；軌頭缺陷；有限元；超聲導波；西南交通大學碩士學位論文第1I頁AbstractRailheaddefectisresponsibleformanyrailwayaccidents．Criticalsurfacecrackdetectioninthemilitaryisamajorchallengefortherailwayindustry．Conventionaltestingmethodshavebeenprovennottobesufficientlyreliableinthiscase，sot
6、hepurposeofthisworkistodevelopanalternativeorcomplementaryscreeningmethod．Thepulse-echomethodistoSCanthelow-frequencysurfacewaveprobedeployedalongthetrack．Dispersioncurvesanddefectpropagationcharacteristicsofthisstudyguidedwavedetectionintheflat，andcomparedwiththeexpefimenmlresults，thetrans
7、missioncharacteristicsofaparticularworkisasfollows：First，thispaperdescribesthecurrentsituationathomeandabroadguidedwavetesting，introducestheguidedwavetheory，visuallyguidedwavepropagationstudiesandgroupvelocityofthesteelrailheaddispersionphenomena．Secondl
