轉(zhuǎn)向架構(gòu)架聲發(fā)射檢測方法實驗研究.pdf

1、隨著列車速度的不斷提高，轉(zhuǎn)向架作為列車高速平穩(wěn)運行的關(guān)鍵部件，其性能要求愈來愈高。然而傳統(tǒng)方法對動車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的檢測均在靜態(tài)條件下完成，不但消耗了大量時間和精力，且轉(zhuǎn)向架構(gòu)架在運行過程中產(chǎn)生的缺陷難以被發(fā)現(xiàn)。聲發(fā)射檢測技術(shù)作為一種新型動態(tài)檢測技術(shù)，能利用金屬材料位錯運動、受力變形及裂紋形成擴展伴隨著聲發(fā)射信號產(chǎn)生的特點。本文采用了對聲發(fā)射信號經(jīng)歷圖分析法、關(guān)聯(lián)圖分析法、傅里葉變換及小波變換的方法研究了裂紋處于不同階段的聲發(fā)射信號特性，實

2、驗結(jié)果分析表明由于拉伸實驗結(jié)果和疲勞實驗結(jié)果能夠表征裂紋演變階段，而且可以對裂紋整個變化過程進行準確描述，所以可為后期進行的材料聲發(fā)射檢測定量研究提供更可靠的參考依據(jù)。本文應(yīng)用聲發(fā)射儀器對平面定位方法，通過一定的轉(zhuǎn)換和調(diào)整達到對轉(zhuǎn)向架構(gòu)架的定位能力，實驗結(jié)果表明本文采用的定位方法具有一定準確性。本文主要的研究工作包括以下幾方面：
　　(1)進行了以構(gòu)成轉(zhuǎn)向架構(gòu)架主要材料Q345鋼的拉伸、三點彎曲和疲勞三種實驗，分析了Q345鋼在拉

3、伸、彎曲及疲勞實驗過程中裂紋萌生、擴展及斷裂階段聲發(fā)射現(xiàn)象，實驗結(jié)果驗證了聲發(fā)射檢測技術(shù)對動車轉(zhuǎn)向架構(gòu)架動態(tài)安全監(jiān)測的可行性和有效性。
　　(2)為了預(yù)判某一未知狀態(tài)的裂紋所處的階段，對試件的聲發(fā)射信號進行了經(jīng)歷圖分析（能量-時間、計數(shù)-時間），關(guān)聯(lián)圖分析（能量-持續(xù)時間、上升時間-持續(xù)時間、上升時間-能量、計數(shù)-持續(xù)時間）以及頻譜分析（通過傅里葉變換）和時頻分析(通過小波變換)，歸納了裂紋不同階段（形成、擴展和斷裂）的聲發(fā)射特性

4、規(guī)律。
　　(3)由于長期承受交變載荷作用，轉(zhuǎn)向架構(gòu)架焊接處易產(chǎn)生疲勞損傷，所以本文針對轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁和側(cè)梁處焊接部分進行聲發(fā)射源定位實驗研究。首先在縮放比例為1/10的轉(zhuǎn)向架構(gòu)架上針對焊接處布置了傳感器，然后通過斷鉛模擬聲發(fā)射源實驗進行了聲發(fā)射源定位研究，傳統(tǒng)聲發(fā)射儀器平面定位法是把轉(zhuǎn)向架構(gòu)架橫梁展開成平面投影到側(cè)梁所在平面上，這會產(chǎn)生一定的誤差。而本文所用的定位法將推算出的聲發(fā)射源定位位置與實驗斷鉛位置進行比較后，位置坐標相近