摘要：利用相控阵超声扇形扫描对钢轨焊缝进行快速扫查,通过计算超声波在楔块-工件界面的透射率,确定扇形扫描角度范围,进而研究钢轨焊缝的定点扫查工艺,设计专用位置标示尺。使用钢轨标准试块进行试验验证发现,相控阵扫描角度设置在30°~70°之间,位置标示尺标定10个位置即可实现试块的全面检测。本方法可以有效提高钢轨焊缝的检测效率,降低检测缺陷识别难度,同时可以将检测图像进行对比分析,具有可追溯性。

摘要：针对现有钢轨焊缝错边量测量方法在不同光照环境下适应能力不强、定位精度不高、稳定性不好的问题,提出了基于水平集的钢轨焊缝区域定位方法。首先,采用水平集对预处理后的焊缝图像进行轮廓分割,将焊缝与轨腰、轨头和背景进行分离;其次,采用面积排序和连通域相结合的方法排除轮廓干扰,实现焊缝轮廓的粗定位;再次,采用两次排序法实现焊缝轮廓的精定位;最后,对焊缝轮廓中横坐标采用排序法实现钢轨焊缝区域的自动定位。通过模拟不同的光照环境,对60 kg/m钢轨焊缝区域进行定位实验,验证了该方法具有适应能力强、精度高和稳定性好的优点,可用于焊轨基地焊缝错边量的自动检测。

摘要：为预防无缝线路钢轨焊缝断裂,铁路部门大多采用在焊缝两侧的钢轨打螺栓孔、设置鼓包夹板进行加强。螺栓孔会成为新的应力集中源,在疲劳荷载的作用下产生裂纹,甚至导致钢轨断裂。新设计的焊缝保护装置不需在钢轨及夹板上打眼,采用胶粘剂固定夹板和钢轨,也可提高焊缝处的承载能力。针对一种新型钢轨焊缝保护装置的结构与受力特点,建立了有限元仿真分析模型,计算了列车荷载作用下钢轨的垂横向位移、轨底动弯应力、夹板及附属结构的动应力等指标,并与焊缝处不设保护装置、设置鼓包夹板的情况做了系统地对比,证明了保护装置有利于减小焊缝受力和变形,可有效保护焊缝,并预防焊缝断裂。

摘要：文章主要介绍一种在钢轨焊缝中应用的超声波探伤系统,并针对超声波探伤系统的整体结构展开详细分析,提出钢轨焊缝超声波探伤系统的具体设计,旨在为铁路列车的稳定运行提供保障。

摘要：为实现对钢轨焊缝处损伤的检测,对应力波在钢轨中的传播特性进行研究。通过频散曲线得知在5 000 Hz内钢轨纵向模态导波为非频散波。使用ABAQUS有限元软件建立仿真模型,模拟轨头、轨腰、轨底处损伤,在纵向激励下对比正常工况及损伤工况应力波的传播规律。结果显示,损伤前后0.15 m内测点处峰值较正常工况明显减小,应力波在损伤前后会发生反射和衍射现象。据此,建立了一种钢轨焊缝损伤指标,沿钢轨横截面布设测点,能够检测钢轨焊缝处损伤及损伤程度。

摘要：随着我国铁路里程的跨越式增长及列车运行速度的不断提高,对钢轨状态提出了更高的要求。焊缝作为长钢轨的关键节点,直接关系到列车运行安全。基于相控阵超声技术及常规超声组合探伤技术,设计相控阵钢轨焊缝检测系统,通过合理的超声探头布局,对钢轨焊缝进行全覆盖检测和检测结果直观化显示。提出相控阵钢轨焊缝检测系统的解决方案,以提高焊缝检测效率,减少作业人员工作量,提高焊缝检测质量。

摘要：高速铁路采用无缝钢轨铺设,大大地降低了轮轨通过钢轨接头时产生的轮轨冲击噪声。但是由于焊接钢轨时工艺不良和焊接材料与钢轨材料间存在性能差异等原因,车轮滚过这些焊接接头时产生的轮轨噪声远大于其它地方。为了探明钢轨焊接接头对轮轨噪声的影响,综合运用车辆-轨道耦合动力学理论、随机振动理论和声辐射理论建立了轮轨噪声预测模型,计算分析了高速列车通过钢轨焊接接头时的轮轨噪声。研究结果表明:焊缝凸台引起的轮轨冲击噪声主要集中在1 250 Hz～3 000 Hz范围内。钢轨凹陷型焊缝引起的轮轨冲击噪声主要集中在400 Hz～1 250Hz范围内。钢轨焊缝处短波不平顺波长增大,轮轨噪声声级最大值有所减小;短波不平顺波深增大,轮轨噪声声级最大值有所增大。

摘要：钢轨是铁路轨道的重要部件,及时检测钢轨的质量状况对于保证列车的安全运行至关重要。其中钢轨的轨底其截面形状、结构不规则,受力不均匀,极易导致钢轨断裂造成重大损失。文章基于超声相控阵技术提出超声相控阵横向扇扫技术,该技术利用楔块的固定倾角达到探头倾斜入射,且不用左右偏转,扩大了原有常规扫查技术的检测范围。通过仿真及能力验证试块实验,验证了超声相控阵横向扇扫技术能够满足钢轨轨底检测覆盖的要求且可实现一维方向上自动扫查。

摘要：随着中国高速铁路的不断发展和持续建设,钢轨焊缝基础理论与应用技术研究也取得了显著进步。对高铁钢轨焊缝感应加热时,焊缝温度场分布不均匀,温差大于100℃的问题进行研究。设计了一套感应器,通过Maxwell软件感应器磁场仿真、deform软件焊缝温度场仿真,实验表明,使用本文设计的感应器,配合适当的参数,钢轨焊缝感应加热温差能控制在100℃。

摘要：随着高速铁路设计速度的提高,轮轨相互作用加剧,对无砟轨道结构设计也提出了更高的要求。本文基于车辆-轨道耦合动力学理论,针对400 km/h高速铁路开展了无砟轨道竖向设计荷载研究。以冲击速度与轮心轨迹两种方法描述扁疤,以短波不平顺描述焊缝,分别考察车轮扁疤和钢轨焊缝两种特殊工况,并结合其动力学计算结果,建议了竖向设计荷载动载系数取值。计算结果表明:(1)400 km/h高速铁路无砟轨道竖向设计荷载动载系数可取3.0;(2)在更高速度下,焊缝引起冲击作用力增大,且轮轨系统动态相互作用对焊缝不平顺幅值变化敏感,因此应严格控制钢轨焊缝不平顺幅值。研究成果可为400 km/h高速铁路无砟轨道设计提供理论指导。