[发明专利]高铁轮对踏面残余应力高能声束调控方法

说明书

本发明提出了一种高铁轮对踏面残余应力高能声束调控方法，该方法适用于轮对踏面应力无损消减。通过超声应力调控系统、超声换能器的结合，激发出对应力敏感的高能声束，根据高能超声塑性诱导效应，将高能超声波动能量提供给应力施加区域或残余应力区域的位错原子以足够的动力，克服其阻力，通过滑移出晶体内部，实现晶格畸变的减少，从而达到施加应力或残余应力消减的目的。该方法效果明显，对调控轮对表面质量无特殊要求，对人体和环境无害，调控时间短，可实现原位调控作业，现场操作方便简单。

一、技术领域

本发明提出了一种用于高铁轮对踏面残余应力高能声束消除方法，该方法适用轮对残余应力的无损调控。

二、背景技术

随着铁路运输在国民经济发展中的作用日益显著，人们对铁路运输安全的要求也越来越高，列车轮对是承载列车运行的重要部分，在运行过程中易产生磨损、裂纹和剥离等伤损，严重影响列车运行安全。因此，无论是在轮对制造过程中产生的应力，还是在轮对工作中产生的应力，都是人们进行研究的重要课题。

文献检索发现，专利：(张福林等.焊接残余应力消除方法[P].中国专利:CN103866111A,2014-06-18.)公开了一种轮对残余应力消除方法,其包括以下步骤：步骤1、检测工件原态残余应力；步骤2、对工件进行振动时效处理；步骤3、对工件进行超声波时效处理；步骤4、对工件进行残余应力检测；步骤5、对测量孔补焊和进行无损检测；步骤6、对工件的表面及几何参数进行检测。通过可以达到消除残余应力的效果，但是该方法操作繁杂，准确度不高，实际应用受到很大限制。专利：(李斌等一种超声冲击消除焊接中残余应力的方法及其应用[P].中国专利:CN102002581A,2011-04-06)公开了一种用于摇枕、侧架等铸钢件在修理焊接过程中产生的残余应力消除，该方法适用于400℃～800℃的温度下，影响因素多，不能用于轨道焊接残余应力的消除。

本文提出的是一种用于轮对踏面应力的超声无损调控方法，该方法对残余应力敏感度高，调控操作方便、速度快，可以消减轮对残余应力，非常适合现场使用。

三、发明内容

本发明提出了一种用于轮对踏面应力的超声无损调控方法，通过超声应力调控系统、超声换能器的结合，激发出对应力敏感的高能声束，根据高能超声塑性诱导效应，将高能超声波动能量提供给应力施加区域或残余应力区域的位错原子以足够的动力，克服其阻力，通过滑移出晶体内部，实现晶格畸变的减少，从而达到施加应力或残余应力消减的目的。该方法效果明显，对调控轮对表面质量无特殊要求，对人体和环境无害，调控时间短，可实现原位调控作业，现场操作方便简单。

本发明的具体技术方案如下：

(1)根据轮对的尺寸和结构研究出一种用于高铁轮对踏面残余应力高能声束调控方法。

(2)根据轮对的尺寸和结构设计了可以用于轮对踏面应力调控的换能器，该特殊设计的换能器材料声速低于被测轮对材料的声速，并且能保证到达调控表面的能量最大，调控效果最好。

四、附图说明

图1高能声束在轮对内传播示意图

图2超声应力调控系统示意图

五、具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行详细说明：

①将耦合剂均匀涂抹在残余应力调控作业区域，利用换能器磁吸夹持装置将高能超声换能器与轮对侧面紧密稳固耦合且使耦合接触力保持恒定；

②检查激励电压传输线缆与高能超声波换能器的连接状态，确保高能超声波换能器的接电端与激励电压传输线缆的一头良好连接；

③将激励电压传输线缆另一头的航空插头与高能超声发生器背后的插座连接正确，旋紧航空插头螺帽；