机械工程学报

作者：葛玖浩, 杨晨开, 胡宝旺, 王平, 李伟, 袁新安, 叶云飞

单位：1. 南京航空航天大学高速载运设施的无损检测和监控技术工信部重点实验室 南京 211106;2. 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 266555;3. 南京铁道职业技术学院 南京 211800

关键词：滚动疲劳裂纹,高速检测,钢轨,斜裂纹；

基金：国家自然科学基金青年基金（61903191）、江苏省自然科学基金青年（BK20190422）、国家自然科学基金重大科研仪器研制（61527803）、中国铁路总公司科技研究开发计划（2017G003-D）、中央高校基本科研业务费（NJ2020014）和南京航空航天大学研究生开放基金（kfjj20200324）资助项目。

滚动疲劳裂纹等钢轨表面裂纹的存在会掩盖钢轨深层的核伤而导致漏检，同时，表面裂纹趋向于向水平和竖直方向扩展，造成钢轨表面掉块或钢轨断裂。为缩短检测空窗期，进一步提高高铁运行效率，实现钢轨表面裂纹的高速检测，基于交流电磁场检测技术开展钢轨表面裂纹高速检测技术研究。针对钢轨检测过程中存在的抖动和过高低轨现象，提出“滑靴”结构交流电磁场检测探头，根据钢轨表面裂纹分布特点，采用有限元法分析和优化探头排布；探究“滑靴”厚度对信号的影响。研发交流电磁场检测技术高速钢轨检测车模块，采用高速转盘试验和真实滚动疲劳裂纹检测试验分别验证所研发模块的速度敏感性和检测能力。高速转盘试验结果表明：所研发模块在高速80 km/h和低速0.72 km/h条件下具有相同的检测能力和灵敏度；高速检测条件下交流电磁场检测技术信号对不同深度裂纹具有较好的线性规律。真实滚动疲劳裂纹检测结果表明：采用“滑靴结构”交流电磁场检测探头可实现真实滚动疲劳裂纹检测。

来源：2021年第18期

《机械工程学报》期刊编辑部

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