基于紅外熱成像U71Mn鋼軌疲勞裂紋擴展的試驗研究.pdf

1、隨著人們生活水平的提高和世界經(jīng)濟的快速發(fā)展，高速鐵路的大量普及和鐵路貨運量的增加，輪軌接觸疲勞造成的破壞越來越嚴重。鋼軌的強度及韌性指標有了更高的要求，研究鋼軌的疲勞裂紋擴展對預(yù)防和減少鋼軌的破壞有著重要意義。
　　傳統(tǒng)的裂紋擴展速率測定試驗一般使用柔度測量法間接計算裂紋長度，實驗中很難直接觀察到裂紋尖端的位置，由于受到材料屬性、試驗環(huán)境等不確定性因素的影響，間接測量的柔度測量法存在一定誤差。運用紅外熱像儀可以很好的解決這一問題，

2、紅外熱像儀由產(chǎn)生到發(fā)展運用已經(jīng)有幾十年歷史。紅外熱像儀起初應(yīng)用于軍事，之后被用于工業(yè)。紅外熱像儀具有快速成像、非接觸等優(yōu)點，應(yīng)用之后很快得到認可。將紅外熱像儀應(yīng)用于建筑材料缺陷檢測和金屬無損檢測等方面的研究，國內(nèi)外起步較早目前研究已經(jīng)達到較高水平。由于金屬裂紋擴展時，裂紋尖端釋放的熱量使得此處的溫度高于周圍，可使用紅外熱成像方法捕捉裂紋擴展時裂紋尖端位置。
　　本文所做內(nèi)容如下:
　　1、按GB/T6398-2000[1]從

3、U71Mn鋼軌軌頭、軌底、軌腰三部分取材做緊湊拉伸試件，按GB4161-1984[2]測量各部分鋼軌斷裂韌性，并按應(yīng)力強度因子手冊[3]計算斷裂時應(yīng)力強度因子解析解。
　　2、運用有限元軟件ANSYS計算緊湊拉伸試件(C(T))試件的應(yīng)力強度因子。
　　3、做C(T)試件的裂紋擴展實驗，運用鎖相紅外熱成像法觀察裂紋長度隨時間變化，并與傳統(tǒng)的柔度法和顯微鏡目測法相比較，證明了該方法的可行性并分析了其測量特點。實驗證明，鎖相紅外