超聲導(dǎo)波任意波形激勵(lì)技術(shù)研究.pdf

1、高效準(zhǔn)確的無(wú)縫鋼軌溫度應(yīng)力檢測(cè)與探傷是確保高速鐵路安全運(yùn)營(yíng)的重要技術(shù)手段，由于超聲導(dǎo)波具有傳輸距離遠(yuǎn)、可以引起鋼軌截面全部質(zhì)點(diǎn)振動(dòng)等優(yōu)點(diǎn)，基于超聲導(dǎo)波的鋼軌狀態(tài)在線監(jiān)測(cè)技術(shù)受到越來(lái)越大的關(guān)注。應(yīng)用超聲導(dǎo)波的一個(gè)關(guān)鍵是要精確控制鋼軌中導(dǎo)波的波形，這樣才能精確定位和匹配探測(cè)波包，測(cè)量其形狀、速度等的變化，進(jìn)而感知溫度應(yīng)力、缺陷等鋼軌關(guān)鍵狀態(tài)。本文從導(dǎo)波換能器結(jié)構(gòu)和激勵(lì)信號(hào)兩個(gè)方面來(lái)研究導(dǎo)波波形控制方法，借助ANSYS有限元仿真和實(shí)物實(shí)驗(yàn)，提

2、出了壓電晶片直接耦合與時(shí)間反轉(zhuǎn)波形控制的策略，取得了較好的效果。
　　本文首先利用有限元對(duì)超聲導(dǎo)波在平板和鋼軌中的傳播進(jìn)行仿真，同時(shí)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)仿真結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的吻合度很高，成功驗(yàn)證了本文有限元仿真方法的可行性。
　　通過(guò)理論分析確定了有限元仿真中35kHz的最佳激勵(lì)頻率和激勵(lì)位置，并通過(guò)仿真驗(yàn)證了理論結(jié)果。本文對(duì)變幅桿式換能器、夾心式換能器和壓電片式換能器三種換能器進(jìn)行設(shè)計(jì)建模，并通過(guò)ANSYS有限元仿真分析，