钢轨缺陷无损检测与评估技术综述

钢轨缺陷的检测对于保障铁路安全具有重要的意义。在研究钢轨无损检测与评估技术的背景下,对国内外采用的钢轨缺陷检测方法进行了全面的综述,包括物理检测方法和机器视觉检测方法。阐述并分析了钢轨缺陷评估方法在机器视觉方面的应用情况,同时对所采用的钢轨无损检测与评估技术进行对比,论述和总结了包括射线检测在内的物理检测及包括图像处理在内的机器视觉检测两类检测方法的差异性。分析和研讨了现代无损检测与评估技术及其在发展中涉及的相关技术问题,并对钢轨缺陷无损检测与评估技术的未来发展给出设想。     

基于激光线光源的钢轨表面缺陷三维检测方法

将结构光三维检测方法应用于钢轨生产过程中的表面缺陷三维检测,通过在钢轨四周安装4台激光线光源和8台面阵CCD摄像机实现钢轨四个面的检测。对摄像机采集到的激光光带图像进行光带中心提取、光带中心线矫正、光带中心线与基准线的差值等步骤,得到钢轨表面深度的变化值,并将沿钢轨长度方向和高度方向的深度变化值用深度分布图表示,通过两维图像识别的方法检测缺陷所在的区域,从而实现钢轨表面缺陷的自动检测。该方法已经实现在线应用,可以达到的最大检测速度为1.5m/s,深度检测分辨力为0.2mm。     

焊缝缺陷检测现状与展望综述

针对焊缝表面成形缺陷检测存在的技术问题,对现有焊缝缺陷检测技术即磁粉检测、超声检测、涡流检测、渗透检测、磁光成像检测、红外检测以及结构光视觉检测法进行了深入研究。对检测原理、系统基本结构、各自的适用范围以及研究现状进行了论述;并分析总结了基于结构光视觉检测法的激光条纹图像采集、图像处理、特征提取和焊缝缺陷分类识别等技术相关的理论与算法;研究结果表明:为了满足焊缝缺陷全方位检测要求,可融合多检测技术,优势互补;随着人工智能技术的不断发展和焊件质量要求的提高,实现焊缝缺陷检测技术可视化、自动化是未来的发展趋势;人工智能技术是焊缝缺陷检测的关键技术,实现真正智能化检测需进一步研究。     

带涂层金属零件表面缺陷的无损检测综述

现阶段,对带涂层的金属零件表面进行探伤检测时,需要去除表面涂层以保证检测的精确性。然而涂层的去除会严重地降低检测效率,增加繁琐工序。因此,研究带涂层金属表面缺陷的直接检测已经成为新课题。针对国内外一些可行的直接检测方法进行了综述。介绍金属表面裂纹的成因、特点,对现有的多种检测方法进行了详细概述,并且总结了直接检测方法的问题与趋势。为今后带涂层金属表面探伤方法的深入研究提供可鉴之处。     

钢轨焊接接头超声探伤缺陷分析

对钢轨闪光焊接接头进行超声探伤,在轨底部位有缺陷回波.针对这一问题,对焊接接头进行落锤检验,落锤断口检验结论与探伤缺陷定位基本一致.对断口断裂起源区域取样,进行材料分析,金相组织为珠光体加铁素体,未见组织流变特征和晶界熔化,物质成分为复合非金属氧化物,断裂起源处存在微裂纹和孔洞.通过分析确认,钢轨焊接接头超声探伤缺陷由...     

成像无损检测中缺陷的分类与面积计算

研究了无损检测中二维图像的结构特点,将缺陷按形状分为三类,即简单缺陷、凹陷缺陷、空洞缺陷,并对缺陷进行了严格的定义,同时,给出了基于边界点的缺陷面积计算公式。     

超声无损检测中的缺陷识别与噪声抑制

在传统的小波信号处理器基础上,根据解析小波变换能准确提取信号相位的特性,利用超声检测信号的相位信息,提出一种新的多缺陷识别与噪声抑制算法。该算法充分运用超声信号的时域、频率和相位信息,能检测多个具有不同频谱特性的缺陷。实验结果表明该算法不仅消噪性能好,而且提高了缺陷的纵向分辨率。     

基于超声相控阵全聚焦DAC图谱的钢轨缺陷定量方法

用相控阵全聚焦(Total focusing method,TFM)技术复核钢轨缺陷的超声检测结果时,存在缺陷定量不够准确的问题.对此本研究将传统的距离幅值校正(Distance amplitude correction,DAC)方法引入到了 TFM技术中:结合声场模型、系统函数和缺陷散射模型,建立超声测量模型以预测钢...     

用于分割无损检测图像的改进的抑制式模糊C均值聚类算法

由于无损检测图像灰度分布不均衡,常用的模糊C均值聚类算法不能对图像中的目标与背景进行有效分割,故提出一种改进的抑制式模糊C均值聚类算法(IS-FCM)对无损检测图像进行分割。通过对抑制式模糊C均值聚类算法(S-FCM)的目标函数融入每一类的总隶属度以均衡化目标像素和背景像素对聚类结果的影响,在构建的新目标函数基础上推导出新的隶属度和聚类中心迭代形式,然后分析了所提算法的收敛性并给出了执行步骤,最后通过无损检测图像对所提算法进行分割实验。结果表明,IS-FCM算法不仅能够对灰度分布不均衡的无损检测图像进行有效分割,还扩展了S-FCM算法的应用范围,增强了鲁棒性和适应性。     

纯电动桥梁检测维修车在高速铁路桥梁检测维护中的应用

介绍纯电力驱动技术桥梁检测维修车,该车采用C型整车结构,解决了桥梁断面复杂多变的问题,说明纯电动桥梁检测维修车在桥梁检测维修方面的可行性.     

基于PC-PLC的轨道矿车实时监控系统设计

根据井下巷道内轨道矿车的运行情况,设计一种实时检测和显示过车数量、速度、载重量并具有防追尾事故报警功能的监控系统.该系统主要由井下计轴器、巷内信号灯、现场PLC和井上PC组成,基于VB开发了界面友好的监控软件.     

Physical topology optimization of infrastructure health monitoring sensor network for high-speed rail

With the rapid development of high-speed rail (HSR) systems, the security and safety of these huge systems are becoming the primary concerns for passengers. HSR infrastructure plays an important role in HSR systems, making the maintenance of security and safety of the HSR infrastructure especially important. Meanwhile, sensor network technologies allow the realization of real-time and all-weather monitoring of HSR infrastructure. This paper analyzes the application requirements and characteristics of infrastructure health monitoring sensor network (IHMSN) through construction of a three-layer IHMSN which is composed of end devices, repeater points, and access points. The physical topology optimization goal of IHMSN is to set the optimal number of network nodes (namely, minimum cost) as well as the best physical connections. Given types and amount of the end devices, a multiple knapsack model is established which converts the physical topology optimization problems into multiple knapsack problems. Based on the different needs of practical application, three different cases (basis case, adding devices case and weight-based case) are proposed, and the corresponding models are built. Some artificial intelligence algorithms and a traditional dynamic programming algorithm are presented to solve the problems. In addition, a general algorithmic finite state machine is proposed to describe the solving process. After comparing these algorithms in execution time, memory, and optimal results, the genetic algorithm and particle swarm optimization algorithm stand out when used to solve the basic case as well as the extended cases. The numerical results show that these proposed models and algorithms can effectively solve the physical topology optimization problem of IHMSN for HSR systems. Moreover, these methods can effectively reduce network costs and provide a theoretical basis for network communication link optimization.     

新型高速轮轨接触疲劳试验机研制

220 kW新型高速轮轨疲劳试验机可准确再现时速300 km/h条件下,轮轨滚动接触时的疲劳、钢轨波磨和侧磨等现象,模仿真实工况条件下高速轮轨损伤机理及粘着特性等,为高速铁路发展建设提供必要的研究手段和设计数据。     

轨道车辆门远程监控与故障诊断系统软件设计

为了增强轨道车辆门的运营可靠性,提高车辆门系统的维保效率,设计了轨道车辆门远程监控与故障诊断系统,该系统采用了模块化的设计思路,完成了下位机数据接收解析、数据处理、故障诊断、故障预警、数据展示等功能。该系统提高了轨道车辆门的智能化水平,改变了轨道车辆门的维保模式,使得传统的事后修、计划修转变为状态修。     

复合材料结构损伤识别与健康监测展望

复合材料构件是航空发动机、飞机机翼、机身和风力发电机等结构的重要组成部分,在包括航空、机械和土木工程等领域有极其重要的应用,然而受到其内部结构复杂性和制造缺陷的影响,复合材料的服役性能一直是制约结构安全性和经济性的一大瓶颈,因此针对复合材料结构的损伤识别和健康监测是领域内的研究热点及难点。笔者在论述了目前国内外技术发展和应用的基础上,系统地比较了复合材料结构损伤识别和健康监测的关键技术,讨论了该类技术的发展方向并进行了总结和展望。     

相轨迹电涡流无损检测方法及频率响应特性研究

基于电磁涡流检测的变压器等效理论,研究了激励频率对电涡流等效变压器模型中各参数的影响。对不同频率正弦激励下空间磁通密度法相分量B_z信号进行相敏解调,并绘制其相轨迹图。仿真及实验结果表明,在不同频率的电流激励下,B_z的相轨迹最大值点所处位置相同.在该最大值点处,单一频率激励下B_z的相轨迹均呈现较好的线性度。而当激励频率变化时,相轨迹的斜率k_B呈现出高维度的变化规律,利用多项式拟合方法对k_B=f(ω)进行最小二乘拟合后发现,被测材料表面及内部缺陷均会对k_B=f(ω)的模型产生影响,表面缺陷对高频部分影响更明显,而内部缺陷使低频部分的变化更大。利用这一结论可有效识别缺陷深度,且该方法实现了对提离噪声的抑制。     

高速漏磁检测过程中管道内外壁缺陷定位方法研究

管道内外壁缺陷的有效区分是对缺陷进行有效量化的前提,提出一种基于动生涡流的高速漏磁检测过程中管道内外壁缺陷的定位区分方法,利用涡流磁场与外磁场的耦合作用时内外壁磁场信号的变化差异特征区分缺陷位置。首先建立高速漏磁检测数学模型,分析了涡流分布特点以及涡流磁场与外磁场耦合作用规律,利用有限元方法计算分析不同位置时,耦合作用规律对管道内外壁磁化状态影响及内外壁缺陷漏磁场信号差异特征;设计高速漏磁检测实验平台,对不同运行速度、不同检测位置处钢管内外壁缺陷区分效果进行实验研究。结果表明,接近磁化线圈位置时,管壁内产生的涡流磁场方向与管道外壁磁场方向相同、与管道内壁磁场方向相反,在离开磁化线圈位置时,涡流磁场方向与管道外壁磁场方向相反、与管道内壁磁场方向相同;不同检测位置处,管壁磁场变化规律相反,且速度越快,磁化状态影响受影响程度越大,内外壁漏磁场信号差异特征越明显,高速检测时可有效对管道内外壁缺陷进行定位区分,实验结果和理论分析具有很好的一致性。