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高速及重载钢轨线路的裂纹和应力容易造成故障并引发重大安全事故。现有的无损超声等探伤手段需采用耦合剂,无法实现高速巡检,存在表面探测盲区,并且无法检测钢轨应力集中等现象。本课题以电磁检测原理,采用仿真和实际实验结合的方法,针对高速运动条件下的铁磁性材料磁化特性进行研究,对高速运动状态激励和传感结构进行优化,并针对运动产生的涡流效应进行分析和利用,最终得到高速条件下非接触方式进行钢轨裂纹巡检检测方法。包括: (1)本项目采用有限元技术对高速巡检条件下的漏磁现象、涡流现象、磁化效果、激励方式与信号之间的关系等进行了仿真,并据此对高速运动状态激励和传感结构进行霍尔效应、线圈和磁阻等多种方式的优化和组合,得到高速条件下非接触的方式进行钢轨裂纹巡检检测的测量结构,并在实际的试验验证平台上进行了验证。 (2)本项目针对不同速度条件下的不同宽度、深度和倾斜角度等缺陷特征与检测信号之间的关系进行了仿真,得到了采用神经网络进行巡检速度补偿和缺陷特征提取的方法,并在实际试验验证平台上进行了验证。 (3)本项目设计了高速漏磁检测试验和验证平台,验证了最高200km/h速度下的最小0.1mm宽度钢轨裂纹的快速巡检的有效性。 此外,项目采用巴克豪森原理,对钢轨的应力分布微观隐性缺陷等信息进行检测。包括: (1)项目实现了巴克豪森原理针对钢轨进行应力检测,并提出和实现了“峰宽比”以及小波变换等方法等多种新特征值的提取方法; (2)项目针对巴克豪森检测方法的温度效应进行了研究,并采用神经网络等方法对温度效应进行了补偿。 (3)开发了手推式钢轨应力巡检原理样车,并在上海铁路局实际线路上得到了验证。 如上所述,本课题研究以高速和非接触的方式进行钢轨裂纹巡检的方法,得出被测钢轨裂纹特征、应力分布和微观隐性缺陷等信息。项目具有非接触测量,适合高速巡检、能够检测不同深度情况下的裂纹,并能检测钢轨一定深度的应力分布和微观结构,从而进行故障预报的优势。对钢轨的服役情况进行安全监控、故障检测、预警和寿命分析,突破国外同行业的技术垄断,满足铁路运营部门的重大需求。 2100433B
高速铁路损伤的缺陷主要表现为斜线状接触疲劳裂纹,具有很大的隐蔽性和危险性,对其巡检已成为世界各国无损检测的重大课题。现有铁轨巡测设备通常采用接触式超声测量技术,具有检测盲区,故障识别率和巡检速度均不理想,且不能检测钢轨的应力情况而做出故障预报,无法真正解决我国高速铁路巡检问题。.本项目采用电磁检测方法,通过仿真及试验研究,并结合钢轨实际案例进行分析验证,建立起在高速运动的交直流激励作用下,被测钢轨材料及其表面、亚表面一定深度下的钢轨裂纹、应力和微观结构变化等多种因素与被测材料表面三维等效脉冲涡流电磁场、磁泄漏和剩磁、巴克毫森噪声信号响应的关系模型,并分析其响应磁场时域、频域的特征,得出被测钢轨裂纹特征、应力分布,微观隐性缺陷等信息。.项目具有非接触测量,适合高速巡检、能够同时检测不同深度情况下的裂纹,并能检测钢轨一定深度的应力分布和微观结构从而进行故障预报的优势,解决这一难题。
1、铁路开始改用铁轨,经过数十年的改进,使用的物料改成钢,而钢的质素亦得到很大的提高。铁路上使用的钢轨必须承受巨大的压力,故此需要使用质素极高的钢材。铁路钢轨对钢的要求比其他的应用都为高。同样的小瑕疵...
中国高速铁路的铁轨轨距通常为1435毫米。是现在大部分普快,货运铁路的标准轨道宽度。1435毫米的宽度也是现在国际上的标准轨距。这是因为早在1937年国际铁路协会做出规定:1435毫米的轨距为国际通用...
杭广铁路是杭州-广州快速铁路大通道的统称,简称为杭广高铁。主要由浙江境内的沪昆高铁杭州至金华段,福建境内的南平至龙岩扩能线路(南三龙铁路),广东境内的广梅汕铁路扩能梅州至惠州段(梅惠高铁)等线路组成。...
高速铁路钢轨和道岔打磨技术的应用
高速铁路中钢轨和道岔会直接影响到列车运行过程中是否安全稳定,钢轨和道岔的打磨技术可以极大地延长钢轨和道岔的使用寿命,同时也能保证列车运行的平稳与安全。文章以某高速铁路为例,具体分析高速铁路钢轨和道岔打磨技术,以期为其他同行的工作提供参考。
浅谈高速铁路钢轨打磨作业组织与思考
高速铁路在开通运营一段时间后,一般是1~2年就需要进行一次钢轨打磨。运营后的钢轨打磨分为预防性打磨和修理性打磨。二者的区别是预防性打磨并未产生病害,是周期性的打磨;修理性打磨是对已产生病害钢轨的打磨。通过钢轨打磨,可以极大地改善钢轨与轮对的接触关系,修复轨头廓形,对宽广带、岔区不平稳、舒适度都有明显的改善。
本书包含了多个有关车辆工程各领域的实际设计仿真案例,如车辆动力性仿真、装有液力变矩器车辆的动力性仿真、车辆基础制动仿真计算、车辆转向系统仿真与优化、车辆各种悬架模型仿真、车辆传动系统扭转振动仿真研究、多种车辆重要机械零部件(充气液压减振器、空气弹簧、盘式制动器、离合器膜片弹簧、锥齿轮差速器等)设计与优化、专用车辆及工程车辆系统设计、应用SimPowerSystem模块对电牵引车辆电力系统进行仿真等。对于每一个案例,首先对仿真的数学模型、理论计算进行了详细的分析和推导,然后针对具体问题建立相应的仿真程序和模型。为了方便读者学习,对一些较复杂的仿真模型,都有非常详细和具体的操作步骤和模型设置说明。
在本书的编写过程中,广东机电职业技术学院肖启瑞确定全书的编写大纲并负责各实例的主体理论计算与仿真分析工作,国防科技大学樊明明老师,广东机电职业技术学院唐拥林老师、石本改老师,广州市地下铁道总公司运营事业总部车辆中心黄学翱工程师参与了多数仿真实例中相关研究领域内容的编写与审核。广汽集团汽车工程研究院易东旭工程师、张武工程师、潘佳炜工程师为本书的编写提供了无私的帮助,在此对他们表示衷心的感谢。全书由肖启瑞负责统校和审定。
全书由广东机电职业技术学院电气学院徐芸院长、湖南大学唐应时教授主审。徐芸院长在原长沙汽车制造厂任高级工程师多年,唐应时教授从事汽车专业教学与研究近40年,在车辆工程领域均有较高的理论水平和丰富的实际工程经验。两位专家对本书提出了众多宝贵意见与建议,在此深表感谢!
编著者
《电磁场数值计算与仿真分析》主要讨论基于时域有限差分方法的电磁场仿真分析技术,依次介绍了有限差分方法的基本概念、电磁场时域有限差分法的原理与实现、电磁场仿真计算平台的构建、电磁场理论与微波工程问题的仿真计算、电磁场并行计算方法研究等内容。书中注重理论和实践的结合,在阐明算法原理的基础上,详细介绍了自行建立仿真系统的方法,并用丰富的计算实例说明了如何进行实际的仿真计算与分析。在附录中列出了相关的计算机知识,以供需要时查阅。
《电磁场数值计算与仿真分析》可以作为电磁场与微波技术专业有关课程的教学用书,也可供从事电磁场理论研究和微波工程设计的相关人员参考。
本书主要讲述了有关车辆工程各领域的实际设计仿真案例,包括车辆动力性仿真、装有液力变矩器车辆的动力性仿真、车辆基础制动仿真、车辆转化系统仿真与优化、车辆悬架系统仿真、多种车辆中机械零部件(盘式制动器、离合器膜片弹簧、锥齿轮差速器等)设计与优化、专用车辆及工程车辆总成设计以及应用Simpowersystem模块对电牵引车辆电力系统仿真等。对于每一个案例,首先对仿真的数学模型、理论计算进行了详细的分析和推导,然后针对具体问题建立相应的程序和模型进行实例仿真演示。
本书既可以作为车辆工程专业现代设计方法类的参考教材,也可以作为机械工程以及相关机电专业高年级本科生及研究生学习MATLAB仿真的工具书,特别适合作为本科生课程设计及毕业设计的参考用书,也可供相关专业工程技术人员学习和参考。