[发明专利]一种无损检测钢轨滚动接触疲劳裂纹扩展垂直深度的方法

摘要

本发明公开了一种无损检测钢轨滚动接触疲劳裂纹扩展垂直深度的方法。该方法能够解决钢轨维护打磨过程中凭借经验或者假设判断裂纹垂直深度的问题，为铁路系统钢轨维护提供定量理论分析，延长钢轨使用寿命，减少铁路运行维护成本。该方法基于现有的交流电磁场测量技术，测量探头需要与裂纹表面长度方向呈45°夹角对裂纹进行扫描，并过裂纹表面长度中心点，得到Bz信号，计算得出Bz波谷波峰比值，研究该比值与实际裂纹垂直角度关系，结合Bx信号给出的裂纹口袋深度计算得出裂纹的垂直深度。利用有限元模型求解得到不同表面和垂直角度的裂纹与Bz波谷波峰比值关系并建立数据库，输入裂纹表面长度，Bz波谷波峰比，可输出裂纹的垂直深度。

主权项

1.一种无损检测钢轨滚动接触疲劳裂纹扩展垂直深度的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：(1)交流电磁场测量探头沿裂纹表面长度进行扫描，取得Bx和Bz信号，确定裂纹的口袋深度以及表面长度；(2)交流电磁场测量探头以与裂纹表面长度呈45°夹角方向对裂纹进行扫描，并过裂纹表面长度中心点，得到Bz信号，计算得Bz波谷波峰比；(3)根据实际测量原理，建立交流电磁场测量滚动接触疲劳裂纹仿真有限元模型，求解得到模拟信号，并用实际测量结果进行验证，确定模型的正确性；(4)利用有限元模型求解得出裂纹不同表面长度(3‑40mm)下垂直角度(0‑90°)与Bz波谷波峰比值关系，建立数据库以备实际测量结果分析用；(5)数据库中输入实际测量得到的裂纹表面长度，Bz波谷波峰比，输出裂纹的垂直深度；(6)结合裂纹的口袋深度，输出的裂纹垂直角度，利用三角函数计算得到裂纹的垂直深度。