铝合金和锻钢制动盘摩擦面热损伤研究

热斑和热裂纹是钢铁制动盘摩擦面在服役过程中普遍存在的热损伤现象.本文采用热一机耦合模拟计算和理论分析相结合的方法,对铝合金和锻钢制动盘的摩擦面热损伤进行比较,研究材料性能对摩擦面热损伤的影响.研究表明,在相同的制动条件下,铝合金制动盘的摩擦面热损伤明显比锻钢制动盘轻,铝合金低的弹性模量和良好的导热性能使铝合金制动盘摩擦面无热裂纹、少热斑甚至无热斑.     

一种融合小波变换和数学形态学的图像边缘检测算法

针对传统图像边缘检测方法中出现噪边、边缘定位不精确等缺点,提出一种融合小波变换和数学形态学的图像边缘检测算法。先将图像进行小波分解,高频部分利用小波模极大值噪声抑制和尺度相关子带关联算法进行边缘检测,可以很好地减弱噪声;低频部分利用修正的形态算子进行形态学边缘检测,能够检测出弱边且定位准确;最后对两种方法得到的边缘图像进行融合。实验结果表明,该算法能有效抑制噪声,提高边缘精度并且定位准确.     

制动盘摩擦面热损伤的形成机理分析

热斑、疲劳裂纹和应力开裂是钢铁制动盘摩擦面在服役过程中存在的热损伤现象,是导致疲劳裂纹失效的重要起因。研究摩擦面热损伤的形成机理对于防止制动盘的热损伤失效具有重要意义。采用有限元计算与理论分析相结合的方法,研究了制动盘热斑、裂纹和应力开裂3种热损伤的形成机理、影响因素。重点分析了热斑形成的温度条件和材料的组织变化、裂纹的形成和扩展规律以及5种约束所形成热应力的分布规律。     

基于摩擦功率法的列车制动盘瞬态温度场分析

针对在已有的制动盘瞬态温度场模拟中,摩擦表面摩擦生热热流密度的计算没有考虑摩擦热流在摩擦面上分布的差异,提出用摩擦功率法及摩擦副周向接触长度确定制动盘摩擦面摩擦生热热流密度的方法。根据温度场分析时的载荷和边界条件,建立制动初速200 km.h-1条件下列车紧急制动过程中制动盘瞬态温度场的有限元模型并进行数值分析,结果表明:在制动过程中,制动盘高温区域集中在制动盘摩擦半径至外径区域,温度最高可达289.9℃;摩擦热流对盘体内径附近区域的影响较小;能反映出制动盘和闸片周向接触长度径向分布对制动盘表面温度场分布产生的影响。     

改进Canny算子的列车轮对踏面边缘检测算法

现有对高速列车轮对踏面损伤检测逐步以动态检测系统代替人工检测,针对动态检测系统中对踏面损伤图像处理时,存在大量边缘信息丢失、图像细节不完整等问题,提出一种基于改进Canny算子的边缘检测算法.该算法利用自适应双边滤波代替传统高斯滤波对图像进行平滑处理,能够很好的保持图像边缘和滤除噪声;采用水平、垂直、45°和135°4...     

基于双结构元素数学形态学的铁轨图像边缘检测方法

针对铁轨图像在采集过程中经常受到不同程度的噪声影响,传统边缘检测方法难以检测并提取准确的铁轨边缘.文中通过分析灰度数学形态学抗噪图像边缘检测的常用方法,提出基于不同几何形状及大小的双结构元素抗噪数学形态学铁轨图像边缘检测算法.并应用这种算法对掺杂有噪声的铁轨弯道图像边缘进行铁轨边缘检测,实验结果表明:该方法具有比传统经典边缘检测方法更好的铁轨弯道边缘检测及提取效果.     

图像分割的计算机实现

用边缘检测和模板匹配法两种方法,通过Visual C 处理图像,实现图像分割,比较Sobel算子边缘检测、Pre-witt边缘算子、Krisch边缘算子和高斯拉普拉斯算子的图像处理效果。     

基于边缘检测的铁轨识别

在铁路安全检测系统中,铁轨识别是铁轨线路上障碍物检测的前提.结合铁轨数字图像特征,采用基于图像亮度值的不连续性进行铁轨识别,通过对常用边缘检测算子的对比分析,提出了基于边缘检测的铁轨识别流程;通过各算子对铁轨检测实验数据的对比,选择Sobel算子作为铁轨识别的基本算子;基于铁轨方向性强的基本特征,运用Sobel特定掩膜算子,检测指定方向线条,提高了铁轨识别精度,实现了对直道铁轨和弯道铁轨的有效识别.     

制动装置的开发

本文介绍了制动装置的开发情况，并就目前应用的锻钢制动盘、新干线用C／SiC陶瓷制动盘等进行了介绍。阐述了车轮踏面热裂纹的再现试验，制动装置和车轮的摩擦因数的推测方法等。     

高速列车制动盘摩擦副的优化

对高速列车上使用的制动盘进行强化散热设计,采用在制动盘摩擦面开导流槽的方法,使其能够对制动盘摩擦面起到进一步散热的效果。根据摩擦学、流体力学、传热学原理对制动盘导流槽进行设计并分析,采用计算流体动力学软件FLUENT分析了制动盘摩擦面导流槽内流场的分布情况,通过ANSYS10.0有限元软件对制动盘的温度场进行了仿真分析。最终验证了在制动盘表面开导流槽存在强化散热方面的作用。     

基于机器视觉和卷积神经网络的轨道表面缺陷检测方法

为提高轨道表面缺陷查准率、召回率和检测效率,采用形态学滤波与概率霍夫变换算法剔除原始图像噪声,实现对轨道表面缺陷的快速准确识别;顺次应用阈值法和离散法得到轨道的真正边缘定位,解决Canny算子在提取轨道边缘时产生大量伪边缘的问题;构建能兼顾召回率和查准率的改进交叉熵损失函数,基于卷积神经网络进行特征提取,建立高效的轨道...     

荧光磁粉探伤结果自动识别系统研究

针对目前荧光磁粉探伤人工观察方法存在的问题,对荧光磁粉探伤结果自动识别系统进行研究.搭建基于ARM的嵌入式Linux系统,应用USB摄像头进行图像采集.采用选定色彩范围的方法获取图像可疑成分,使用二值图像来表示图像的可疑成分与背景,主要使用数学形态学的方法进行图像处理,通过计算图像连通区域的大小和圆形度并与设定值比较来确认裂纹,识别结果有效.     

25T型铁路客车制动盘优化研究

从提速客车用制动盘实际工况出发,针对制动盘热容量、散热筋工作状况以及摩擦面热裂纹及散热筋裂纹进行了分析,并据此提出改进提升思路。进而从盘体材料成分、金相组织、散热筋结构及铸造工艺等方面给出了具体优化方法。最后,通过1∶1制动动力试验及疲劳试验验证了提升优化的效果。     

基于相对位置不变性的接触网鸟巢识别检测

针对高速铁路接触网非接触式图像检测中鸟窝难以自动识别定位的问题,结合鸟类筑巢的平台特点,提出一种基于鸟窝和硬横梁相对位置不变性的检测方法。将预处理后的检测图像利用Sobel水平边缘检测算子得到图像边缘,然后再利用概率Hough变换直线检测方法对图像进行角度校正,并结合待分析图像中线段长度关系实现最前景硬横梁的检测,最后对图像进行Otsu二值化处理,通过统计硬横梁之间的白色区域面积,判断该横梁上是否存在鸟窝。实验表明:该方法对于位于硬横梁之间的鸟窝定位准确,识别率较高,实时性强,为铁路接触网的安全检测提供了一定的参考价值。     

铸钢轴装制动盘热裂纹形成和扩展机理

借助1∶1制动动力试验台对高铁用铸钢轴装制动盘进行1∶1摩擦磨损试验,通过制动能量的累计,制动盘表面出现大量热裂纹,文章通过裂纹源的分析,裂纹形成的顺序,热裂纹扩展形式以及制动盘结构对热裂纹的影响等方面进行简要分析,得出铸钢轴盘热裂纹形成及扩展机理。     

轮轨接触点位置图像检测方法研究

轮轨接触点位置对于研究列车轮轨关系具有重要的意义。当列车运行时,由于车轮的旋转,接触点的测量非常困难。文章采用图像检测的方法,通过对轮轨图像进行预处理、边缘检测、形态学处理以及边缘链接得到轮轨边缘的轮廓,最终实现轮轨接触点位置的在线连续测量,建立以DSP为核心的轮轨接触点硬件和软件检测系统。     

高速列车合金锻钢制动盘温度场仿真分析

紧急制动时的制动盘温度状况与其使用寿命密切相关,而如何准确预测制动盘摩擦表面的温度及温度场分布成为研究摩擦制动盘表面磨损、金相转变及热裂纹的关键技术。本文提出了一种把热辐射系数折算成对流换热系数的方法,建立了锻钢制动盘三维循环对称有限元模型、热输入数学模型及对流散热数学模型。用平均轴制动功率法,对高速列车“中华之星”在270 km/h紧急制动时制动盘温度场分布进行仿真。仿真结果表明,高速列车实施紧急制动时,制动盘摩擦升温最高可达935℃,且高温区域集中在制动盘摩擦表面的中部区域。在1∶1制动动力台进行紧急制动试验,试验结果与仿真数据比较接近,从而验证了该模型的有效性,为制动盘应力场分析及其结构参数优化提供了直接依据。     

基于多学科仿真的制动盘优化设计

建立了参数化的制动盘模型,并根据制动盘的实际运用,实现了热—机械耦合的多学科仿真,得到制动盘温度及变形.通过识别制动盘主要结构尺寸参数作为设计变量,并建立基于设计变量的特征参数的驱动关系,从而建立了基于设计变量的参数化模型.进而,以制动盘摩擦面温度及摩擦环刚度作为约束条件,以制动盘整体质量最轻作为优化目标,通过试验设计...     

基于模糊熵和Hough变换的受电弓滑板裂纹检测方法

针对受电弓滑板裂纹故障将严重危及行车安全的问题,提出一种基于模糊熵和Hough变换的滑板裂纹检测方法。首先依据像素邻域内的灰度分布,提出一种基于区间二型模糊熵的边缘检测方法,可以获得主体特征增强的滑板边缘图像;然后,采用连通域方法去除孤立噪声点,获得主要包含边界线、接缝、螺钉和裂纹四类图形元素的滑板边缘图像;在此基础上,采用Hough变换分析各类图形元素在参数空间的特征分布,从而提出一种基于极角约束Hough变换的裂纹提取方法,通过有效地排除非裂纹图形元素的特征点,最终实现滑板裂纹的自动检测。仿真实验表明,本文的边缘检测方法能够获得线性特征增强的滑板边缘图像,为后续的Hough变换提供有利基础;本文的裂纹提取方法能够准确实现滑板裂纹的识别和定位。     

客车用蠕铁制动盘热裂纹形成和扩展机理浅析

借助1∶1制动动力试验台对客车用蠕铁制动盘进行1∶1摩擦磨损试验,通过制动能量的累积,制动盘表面出现大量热裂纹,文章通过对表面状态、裂纹源取样、裂纹形成的顺序等方面进行简要分析,得出蠕铁盘热裂纹形成及扩展机理。