机械工程学报

作者：赵建明, 李伟, 朱玉凯, 袁新安, 殷晓康, 赵建超

单位：中国石油大学(华东)海洋油气装备与安全技术研究中心 青岛 266580

关键词：钢轨踏面,交流电磁场检测,感应电磁场,斜裂纹,检测系统；

基金：国家自然科学基金(52275556，52005512)和中央高校基本业务经费(22CX01003A-5)资助项目。

钢轨踏面斜裂纹作为钢轨表面伤损的一种主要表现形式，当其发展到一定深度后会快速扩展导致轨头横向断裂，因此开展钢轨踏面斜裂纹的检测对铁路安全运行意义重大。针对钢轨踏面检测的特点，基于交流电磁场检测技术(Alternating current field measurement, ACFM)，开发了一种钢轨踏面斜裂纹检测系统并进行试验测试。利用有限元软件COMSOL，建立钢轨踏面斜裂纹ACFM仿真模型，分析感应电磁场和斜裂纹之间的响应关系，探究不同的扫查路径对特征信号畸变量的影响。设计检测探头、扫查架和检测仪并编写检测软件，形成一套完整的钢轨踏面斜裂纹检测系统，并对不同长度和深度的钢轨踏面裂纹进行检测。仿真和试验结果表明：沿着斜裂纹中心位置扫查路径的特征信号畸变量最小，沿着端点位置扫查路径的特征信号畸变量最大；检测系统可以实现钢轨踏面1 mm深斜裂纹的有效检出；随着裂纹深度的增加，裂纹中心特征信号的畸变量增大，随着裂纹的长度增加，裂纹中心特征信号畸变量先增大后减小。

来源：2023年第14期

《机械工程学报》期刊编辑部

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