乐甫波传播特性研究

以部分波理论为基础建立了乐甫波的理论模型,并引入表面有效介电常数方法对乐甫波进行仿真分析.仿真得到的表面有效介电常数、传播模态、频散特性、机电耦合系数等曲线表明了乐甫波的传播特性.当薄膜厚度d和声波波长λ的比值d/λ相对较小时,乐甫波只有一种基本模态;随着d/λ的增大,高阶模态越来越多,且各高阶模态都有一个d/λ的最低截止值;乐甫波所有模态的传播速度均随着d/λ的增大而减小,且都在压电基片的表面波速度和薄膜介质的体切变波速度之间;乐甫波所有模态的机电耦合系数都是先随d/λ的增大而增大,达到某个最大值后,再随着d/λ的增大而减小并最终趋近于零.     

钢轨表面缺陷漏磁检测的三维磁场分析

漏磁检测技术通常测量垂直和平行于缺陷表面的漏磁场分量,来实现对缺陷的定量分析。然而,对于钢轨表面的复杂裂纹,传统的方法很难准确检测。为了克服这种检测方法存在的不足,采用三维磁场测量方法以及有限元法对缺陷漏磁场的三维分布情况进行了分析。在此基础上设计了一套适合钢轨表面缺陷检测的三维漏磁检测系统,并对人工缺陷样例进行了检测。结果表明,漏磁信号垂直分量包含重要的缺陷信息,特别是对于与钢轨走向不垂直的缺陷。     

钢轨漏磁检测的速度效应

随着铁路列车速度与运量的增加,对钢轨检测速度的要求也不断提高,原有静态条件下的缺陷识别方法需要加以改进。为此研究了钢轨漏磁检测的速度效应。首先通过公式推导,从理论上讨论了检测速度对漏磁信号的影响;然后以有限元方法为基础,在Ansoft软件中建立了研究模型,仿真分析了不同检测速度时的信号差异,总结得出了一些有意义的结论;最后以裂纹的深度和宽度检测为例,研究了检测速度对特征信号的影响规律。     

基于漏磁信号的钢轨斜裂纹识别

高速铁路的钢轨缺陷主要表现为斜线状接触疲劳裂纹,并且经常是一连串的相似斜裂纹同时出现,成为危害铁路运输安全的重要因素。对钢轨斜裂纹的检测是铁路无损检测领域的重要任务。基于漏磁检测技术,通过有限元软件Ansoft仿真研究了钢轨斜裂纹的识别原理及方法,包括理论分析、模型建立、斜裂纹与矩形裂纹的漏磁信号差异、斜裂纹深度与宽度的识别以及连续多个斜裂纹的识别等。研究结论可以为进一步的试验研究提供理论指导和仿真依据。