[发明专利]利用混沌振子系统识别钢轨斜裂纹的超声导波方法

权利要求书

1.利用混沌振子系统识别钢轨斜裂纹的超声导波方法，其特征在于包括以下步骤：

1)在钢轨的一侧端面激发70KHz频率超声导波信号，使超声导波遍历钢轨的所有位置；

2)在距离激发端4mm处的接收端接收超声导波回波信号并记录超声导波在钢轨中传播的时间位移曲线，其中超声导波回波信号包含端面回波信号、噪声信号和淹没在噪声中的斜裂纹缺陷信号；

3)利用混沌振子系统对超声导波回波信号进行检测与分析，提取并识别淹没在噪声中的斜裂纹缺陷信息，获得整个钢轨的斜裂纹缺陷情况。

2.根据权利要求1所述的利用混沌振子系统识别钢轨斜裂纹的超声导波方法，其特征在于：步骤3)利用混沌振子系统对超声导波回波信号进行检测与分析具体如下：

a)选取混沌振子系统，如下式：

x··+kx·-x3+x5=Fcos(ωt)+s‾(t)---(1)]]>

其中，k为阻尼比，Fcos(ωt)为驱动力项，为待检测超声导波回波信号；

b)选取位移x和速度v对式(1)进行改写，如下式：

x·=vv·=-kv+x3-x5+Fcos(ωt)+s‾(t)---(2)]]>

c)将超声导波回波信号输入式(2)得到相轨迹，若相轨迹进入混沌态，则超声导波回波信号中含有斜裂纹缺陷信号。

3.根据权利要求2所述的利用混沌振子系统识别钢轨斜裂纹的超声导波方法，其特征在于：步骤b)中，使用高精度四阶龙格-库塔法对式(2)进行求解，计算初值设定为x＝0，k＝0.5，ω＝0.439823。

4.根据权利要求3所述的利用混沌振子系统识别钢轨斜裂纹的超声导波方法，其特征在于：所述驱动力F的选取如下：

当驱动力F取值由0逐渐增大时，混沌振子系统相轨迹会发生变化，逐渐进入混沌态、大周期态和奇怪吸引子，最终设置驱动力F＝0.429，作为混沌振子系统位于大周期态与吸引子的临界值。