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对于效应钢轨高速电磁巡检下涡流效应与补偿

收藏本文 2024-02-02 点赞:17209 浏览:72833 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:目前高速铁路迅猛进展,而铁路铁轨的健康情况直接联系到行车的安全,所以能快速准确地实现对铁路铁轨的高速巡检成为当前的首要任务。由于涡流效应的有着,钢轨漏磁检测技术的巡检速度受到限制,本论文以此为探讨对象,展开探讨工作。本论文首先介绍了目前铁路有着的不足及运用在铁路检测方面的几种常见无损检测技术,阐述了相关电磁无损检测技术的原理,并浅析了高速漏磁下的速度效应及其根源—涡流效应。然后采取Ansoft Maxwell电磁场仿真软件,建立了两种三维瞬态高速电磁检测模型,分别为模型一、模型二。模型一中涡流效应影响比较小,用于在漏磁检测中减小涡流效应的影响;模型二中涡流效应影响较大,用于设计新的结构,以在高速条件下对涡流效应加以利用。然后,根据两种模型,搭建了两种相对应的高速检测实验平台。针对现有的钢轨模型,采取两种检测平台分别对其进行检测。对平台一采集到的数据进行处理之后,针对缺陷的不同参数,提取相应特点值,建立RBF神经网络,用以消除涡流效应对缺陷检测和量化造成的影响。对建立的神经网络进行了测试和验证,证明了该算法在本系统中的准确性和可靠性。此外,对平台二采集到的数据进行处理,找到了评价缺陷深度和与钢轨走向夹角的参量,也验证了此模型仿真的正确性。最后,在仿真探讨和两种实验平台下的试验结果比较浅析均发现:在速度大于30m/s时,受涡流效应的影响,模型一和平台一的检测灵敏度降低,而模型二和平台二的灵敏度随着速度的增大会提升。所以,本论文以30m/s的速度为分界线选取不同的实验平台,以而实现两种技术的互补。关键词:漏磁论文速度效应论文涡流效应论文有限元论文神经网络论文高速检测论文钢轨裂纹论文

    摘要4-5

    ABSTRACT5-14

    第一章 绪论14-20

    1.1 课题背景及探讨作用14-15

    1.1.1 我国铁路事业的进展近况14

    1.1.2 我国铁路有着的主要不足14-15

    1.2 常见的钢轨无损检测策略概述15-16

    1.3 国内外探讨近况16-18

    1.4 本论文主要内容18-20

    第二章 钢轨的漏磁检测技术与涡流检测技术的论述基础20-27

    2.1 电磁学论述基础20-21

    2.2 漏磁检测原理21-22

    2.2.1 漏磁检测的微观原理21

    2.2.2 漏磁检测的宏观原理21-22

    2.3 漏磁检测下速度效应的论述浅析22-23

    2.4 电磁检测的涡流效应23-24

    2.4.1 涡流效应23

    2.4.2 涡流检测原理23-24

    2.4.3 涡流效应对电磁无损检测的影响特点浅析24

    2.5 涡流检测的基本论述推导24-25

    2.6 高速电磁无损检测系统的组成25-26

    2.7 本章小结26-27

    第三章 钢轨高速电磁无损检测涡流效应的建模27-38

    3.1 有限元浅析法27-28

    3.2 Ansoft Maxwell 仿真软件28-29

    3.2.1 Ansoft Maxwell 介绍28-29

    3.2.2 Ansoft Maxwell 瞬态仿真29

    3.3 钢轨高速电磁无损检测涡流效应仿真模型的建立29-37

    3.3.1 钢轨高速电磁无损检测系统几何模型的建立30-31

    3.3.2 材料的选择及激励源的加载31-32

    3.3.3 边界条件的设定32-34

    3.3.4 动态仿真的实现34-35

    3.3.5 三维网格单元类型和网格剖分35-36

    3.3.6 求解参数设定和后处理浅析36-37

    3.4 本章小结37-38

    第四章 高速检测条件下对钢轨的涡流效应的仿真和探讨38-50

    4.1 高速漏磁检测信号的浅析38-39

    4.2 高速检测下不同模型的仿真及涡流效应对检测信号影响的浅析39-46

    4.2.1 高速检测下模型一的仿真结构39-40

    4.2.2 模型一中涡流效应对检测信号影响的浅析40-42

    4.2.3 高速检测下模型二的仿真结构42-43

    4.2.4 模型二中激励源的选取43

    4.2.5 模型二中传感器放置位置的选择43-44

    4.2.6 模型二中涡流效应对检测信号影响的浅析44-45

    4.2.7 模型一与模型二中涡流产生的各分量的比较浅析45-46

    4.3 高速下利用钢轨涡流效应检测模型的矩形裂纹仿真浅析46-49

    4.3.1 矩形裂纹仿真模型46

    4.3.2 矩形裂纹的深度浅析46-47

    4.3.3 不同速度下同一矩形裂纹浅析47-49

    4.4 本章小结49-50

    第五章 钢轨高速电磁无损检测实验50-94

    5.1 实验系统的搭建50-54

    5.2 钢轨表面裂纹人工设计54-56

    5.3 装置一的实验浅析56-65

    5.3.1 检测信号的处理56-58

    5.3.2 裂纹深、宽度实验浅析58-61

    5.3.3 斜裂纹的实验浅析61-65

    5.3.4 霍尔检测信号与检测线圈信号的比较浅析65

    5.4 检测装置一中的缺陷定量浅析技术65-82

    5.4.1 高速下漏磁检测信号特点值的提取65-67

    5.4.2 基于人工神经网络的缺陷定量浅析技术67-68

    5.4.3 人工神经网络模型的建立68-70

    5.4.4 缺陷宽度定量浅析70-73

    5.4.5 缺陷深度定量浅析73-76

    5.4.6 缺陷与钢轨走向夹角浅析76-79

    5.4.7 缺陷与钢轨表面夹角浅析79-82

    5.4.8 缺陷定量误差浅析82

    5.5 装置二的实验浅析82-92

    5.5.1 检测信号的处理82-83

    5.5.2 裂纹深、宽度实验浅析83-86

    5.5.3 斜裂纹的实验浅析86-90

    5.5.4 检测线圈与霍尔检测信号的比较浅析90

    5.5.5 检测装置一与检测装置二的检测信号浅析90-92

    5.6 本章小结92-94

    第六章 工作总结与展望94-96

    6.1 全文总结94-95

    6.2 展望95-96

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