转向架构架声发射检测方法实验研究

发布时间：2017-10-27 22:29

  本文关键词：转向架构架声发射检测方法实验研究

  更多相关文章： 转向架构架 声发射 频谱分析 时频分析 声源定位

【摘要】：随着列车速度的不断提高,转向架作为列车高速平稳运行的关键部件,其性能要求愈来愈高。然而传统方法对动车转向架构架的检测均在静态条件下完成,不但消耗了大量时间和精力,且转向架构架在运行过程中产生的缺陷难以被发现。声发射检测技术作为一种新型动态检测技术,能利用金属材料位错运动、受力变形及裂纹形成扩展伴随着声发射信号产生的特点。本文采用了对声发射信号经历图分析法、关联图分析法、傅里叶变换及小波变换的方法研究了裂纹处于不同阶段的声发射信号特性,实验结果分析表明由于拉伸实验结果和疲劳实验结果能够表征裂纹演变阶段,而且可以对裂纹整个变化过程进行准确描述,所以可为后期进行的材料声发射检测定量研究提供更可靠的参考依据。本文应用声发射仪器对平面定位方法,通过一定的转换和调整达到对转向架构架的定位能力,实验结果表明本文采用的定位方法具有一定准确性。本文主要的研究工作包括以下几方面:(1)进行了以构成转向架构架主要材料Q345钢的拉伸、三点弯曲和疲劳三种实验,分析了Q345钢在拉伸、弯曲及疲劳实验过程中裂纹萌生、扩展及断裂阶段声发射现象,实验结果验证了声发射检测技术对动车转向架构架动态安全监测的可行性和有效性。(2)为了预判某一未知状态的裂纹所处的阶段,对试件的声发射信号进行了经历图分析(能量-时间、计数-时间),关联图分析(能量-持续时间、上升时间-持续时间、上升时间-能量、计数-持续时间)以及频谱分析(通过傅里叶变换)和时频分析(通过小波变换),归纳了裂纹不同阶段(形成、扩展和断裂)的声发射特性规律。(3)由于长期承受交变载荷作用,转向架构架焊接处易产生疲劳损伤,所以本文针对转向架构架横梁和侧梁处焊接部分进行声发射源定位实验研究。首先在缩放比例为1/10的转向架构架上针对焊接处布置了传感器,然后通过断铅模拟声发射源实验进行了声发射源定位研究,传统声发射仪器平面定位法是把转向架构架横梁展开成平面投影到侧梁所在平面上,这会产生一定的误差。而本文所用的定位法将推算出的声发射源定位位置与实验断铅位置进行比较后,位置坐标相近表示这种针对转向架构件横梁和侧梁之间焊缝的声发射源定位具有一定准确性。
【关键词】：转向架构架 声发射 频谱分析 时频分析 声源定位
【学位授予单位】：南昌航空大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG115.28
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-14
• 1.1 课题研究背景和意义9-10
• 1.2 声发射技术的国内外研究现状10-11
• 1.3 声发射信号处理方法11-13
• 1.3.1 傅里叶变换11-12
• 1.3.2 小波变换12-13
• 1.4 研究内容及意义13-14
• 第2章 理论基础14-26
• 2.1 声发射检测原理14-15
• 2.2 声发射源15-18
• 2.3 声发射信号的处理分析方法18-20
• 2.3.1 声发射信号的参数分析方法18-19
• 2.3.2 傅里叶变换分析波形方法19-20
• 2.3.3 小波变换分析波形方法20
• 2.4 声发射源定位技术20-25
• 2.4.1 区域定位21-22
• 2.4.2 时差定位法22-25
• 2.5 本章小结25-26
• 第3章 声发射监测实验研究26-53
• 3.1 实验装置及设备26-29
• 3.2 实验过程及方法29-33
• 3.3 实验结果及分析33-41
• 3.3.1 A试件拉伸过程的声发射特性分析33-36
• 3.3.2 A试件三点弯曲过程的声发射特性分析36-38
• 3.3.3 B试件疲劳过程的声发射特性分析38-41
• 3.4 材料在拉伸、三点弯曲、疲劳过程的声发射特征对比41-42
• 3.5 A试件拉伸过程声发射信号频谱特征42-45
• 3.6 A试件三点弯曲过程声发射信号频谱特征45-49
• 3.7 B试件疲劳过程声发射信号频谱特征49-52
• 3.8 本章小节52-53
• 第4章 转向架构架声发射源定位53-60
• 4.1 实验装置及定位方法53-56
• 4.2 实验过程56-58
• 4.3 实验结果及分析58
• 4.4 本章小结58-60
• 第5章 结论与展望60-63
• 5.1 总结60-61
• 5.2 展望61-63
• 参考文献63-66
• 攻读硕士学位期间发表的论文和参加科研情况66-67
• 致谢67-68

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本文编号：1105512