基于FBG的尖軌軌底損傷超聲檢測及實驗研究.pdf

1、道岔是列車轉入或越過軌道時必要的設備，是鐵路的重要組成部分。但是由于長時間承受列車載荷所帶來的沖擊力，道岔的尖軌部分通常容易被磨損和產(chǎn)生裂紋。然而，現(xiàn)有的道岔探傷設備無法對尖軌底部實現(xiàn)有效的監(jiān)測。近年來，有學者利用超聲導波對尖軌底部進行損傷檢測，但所使用的壓電式或者電磁式超聲換能器存在結構復雜，易受電磁干擾等問題。由于FBG超聲檢測技術具有靈敏度高、抗電磁干擾、易于組網(wǎng)等優(yōu)勢，本文進行基于FBG的尖軌軌底損傷超聲檢測及實驗研究，主要研究

2、內(nèi)容如下:
　　1)首先對超聲導波鋼軌檢測以及FBG超聲檢測研究現(xiàn)狀進行了文獻綜合分析，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有檢測技術的不足，結合FBG超聲檢測方法的優(yōu)勢，利用該方法進行道岔尖軌軌底的損傷檢測。
　　2)通過ANSYS中瞬態(tài)動力學分析超聲導波在鋼板中的傳播狀態(tài)，模擬Lamb波在有裂紋損傷鋼板中的傳播特性，為使用FBG超聲技術檢測鋼板裂紋損傷做了理論基礎。通過SolidWorks建立道岔尖軌的模型，并在尖軌軌底和軌腰施加垂直模態(tài)50kHz的

3、超聲激勵，結果表明該超聲激勵可以用于尖軌軌底的損傷檢測。
　　3)在FBG超聲檢測中，超聲傳感器的設計是非常關鍵的因素，由于直接粘貼型FBG傳感器的移動性比較差，本文設計了一款可移動式的FBG超聲傳感器，通過使用PDMS對FBG進行封裝，以及小孔結構對FBG應變放大的作用，使用ANSYS對新型結構的性能進行有限元仿真分析。實驗結果表明新型FBG超聲傳感器能夠很好地感知超聲波。
　　4)將FBG超聲檢測技術在鋼板上進行實驗，研