基于变频技术的电磁检测研究

文章阐述了基于变频技术的电磁检测技术。研究过程中开发了变频磁粉检测仪及人工缺陷试块,应用了高效缺陷显示膜。通过对频率为3 Hz、10 Hz和20 Hz的励磁电流及不同热处理状态的不同材料磁化效果的研究发现:3 Hz励磁电流下可以有效检出7 mm埋藏深度的人工裂纹,正火态Q345、淬火+回火态的40Cr及60Si2MnA均能得到良好的磁化及检测效果。     

钢轨厂焊接头焊缝轨腰轨底圆弧过渡区缺陷检测及分析北大核心

U71MnG钢轨厂焊接头焊缝轨腰轨底圆弧过渡区超声波探伤回波超标,表面磁粉探伤显现出缺陷形貌。针对这一问题,采用光学显微镜、扫描电镜和能谱对缺陷进行了分析。结果表明:缺陷为钢轨焊缝表面裂纹,微观下以大小孔洞的形态分布在焊缝正中心及其两侧,长约12 mm,宽约2 mm,深度至少1.2 mm;断口存在沿晶断裂和烧蚀孔洞形貌,能谱未发现晶粒及晶界有明显的元素偏析。该缺陷是闪光焊弧坑裂纹,形成过程是焊接顶锻前出现异常的大体积过梁爆破形成端面弧坑,大体积弧坑在顶锻瞬间未被液态金属完全填充而形成密闭孔洞,孔洞周围高温液态金属自由凝固形成大小不同的微小孔洞,在高温和组织应力作用下晶界产生少量的晶间裂纹。建议检查焊接设备的机械和电气状态,优化焊接工艺参数。     

新型整体铸钢轮铸造表面的超声波探伤

新型整体铸钢车轮在铸造过程中，极易产生缩孔、气孔。夹杂物和裂纹等缺陷。为保证产品质量，在铸钢轮未进行机加工前需进行超声波探伤。本文阐述了探伤面为铸造表面时的探伤方法及铸造缺陷的定性和定量。     

道岔轨面涡流检测技术研究

由于轮轨滚动接触,钢轨轨头工作边容易形成鱼鳞纹,若不及时维修处理,将进一步发展形成重伤或剥离掉块,影响行车安全。根据钢轨及道岔的型面,设计一种轨面涡流检测系统,研究辅助机械扫查装置及适形阵列涡流探头等,并在实验室和现场进行了试验。由检测人员在钢轨上推行完成轨头踏面工作边处表面裂纹检测,获得轨头踏面有无缺陷及缺陷深度的定量评估数据。试验及现场应用研究表明,采用该系统检测钢轨试块,对0.5 mm,1 mm,2 mm,3 mm深的人工斜裂纹均能有效检出并显示深度;采用该系统检测在线钢轨鱼鳞纹,能够显示鱼鳞纹的深度评估数据,为钢轨打磨维修提供参考。     

钢轨表面裂纹涡流检测定量评估方法

采用ANSYS软件,针对1块表面有长9.0 mm、宽0.2 mm、深度分别为0.1,0.2,0.5,1.0,1.5,2.0和5.0mm裂纹的钢板建立涡流检测模型,仿真计算表面裂纹深度与磁感应强度的关系,得到近似服从指数关系的拟合曲线。在实验室制作钢轨表面裂纹试块,钢轨表面垂直裂纹试块的裂纹深度分别为0.5,1.0,2.0和5.0mm,钢轨表面斜裂纹试块的等效垂直深度分别为1.0和2.0mm且倾角分别为15°,30°,45°和60°;按照指数关系对试块表面裂纹深度与涡流检测信号电压幅值的关系进行拟合,得到可靠度高的指数函数式。截取1段表面带有自然裂纹的钢轨进行涡流检测试验,再利用拟合得到的指数函数式计算钢轨表面裂纹的深度,并与实际测量结果进行对比。结果表明:利用拟合的指数函数式评估深度约为2mm以内的钢轨表面裂纹时,表面裂纹深度的计算误差不超过10%,但是随后误差越来越大,因此采用涡流检测方法能够对2mm以内深度的钢轨表面裂纹进行有效检测及定量评估。     

探头角度对轮对镶入部探伤灵敏度的影响分析

针对铁路货车轮轴检修过程中,在轮对镶入部进行超声波探伤检测时,采用不同角度探头在标准半轴实物试块上和实物缺陷轮对上同时进行对比试验和验证,结合轮对疲劳裂纹发生机理和主要部位,比较不同探头角度对同一缺陷探伤灵敏度的变化,提出为了更好控制疲劳裂纹缺陷建议采取的措施及方法。     

孔洞尺寸效应对岩石单轴压缩力学强度及破坏特征影响试验研究

为了研究孔洞尺寸效应对岩石力学强度的影响,利用岩石伺服压力机对含不同孔洞直径的岩石进行单轴压缩,并通过高速摄像机记录其破坏特征及裂纹扩展过程,从裂纹扩展角度阐述强度弱化机理。研究表明:(1)随着孔洞直径的增大,其抗压强度随之而减小,但降低速率逐渐减小;(2)起裂裂纹类型控制脱落面积,进而影响岩石宏观力学强度;(3)孔洞直径为6 mm、8 mm试样起裂裂纹为反向拉伸裂纹,反向拉伸裂纹扩展很短;孔洞直径为10 mm、12 mm试样起裂裂纹为正向拉伸裂纹,最终贯穿试验边界的均为正向拉伸裂纹。     

高速列车薄壁型材激光-MIG复合焊对接焊缝检测

现有检测方法分析表明,高速列车车体薄壁型材激光-MIG复合焊焊接结构内部形状复杂,板厚度较薄,常规焊缝焊接质量无损检测方法不易实施。针对此问题,提出超声爬波检测工艺,通过设计型材结构试块和人工模拟缺陷试块,研究型材结构对超声爬波检测的影响。利用该检测工艺对实际焊接试块进行检测,并与X射线检测及有损试验(拉伸试验)结果对比,验证超声爬波检测结果的准确性。结果表明:X射线对于气孔和未焊透缺陷检测效果良好,但由于检测方式与防护特殊,检测速度缓慢,不能满足高速列车车体铝合金薄壁型材焊接结构现场检测需求,可作为辅助的检测手段,用于少量抽查检测;超声爬波可检测当量大于等于0.25mm的未焊透焊缝,爬波检测结果与实际未焊透缺陷对应良好,可用于铝合金薄壁型材复合焊接头焊接质量检验。建议以10mm×0.2mm×0.5mm刻痕的回波幅度作为焊缝是否合格的判据。     

高铁隧道衬砌缺陷气动荷载影响研究

随着高铁列车运行速度的提高,气动荷载成为隧道结构重要的附加荷载,尤其是素混凝土二次衬砌存在初始缺陷时,气动荷载将对衬砌安全有较大影响。针对素混凝土二次衬砌存在初始裂纹和厚度不足缺陷的情况,分别采用基于断裂力学的数值流形方法和基于荷载-结构模型有限元法,对2种衬砌缺陷在气动荷载作用下的影响开展研究。研究结果表明：隧道素混凝土二次衬砌存在初始缺陷时,气动荷载对缺陷部位的耐久性和长期稳定性有很大影响;隧道衬砌存在裂纹时,在气动荷载作用下,裂纹尖端应力强度因子增大150%以上;衬砌厚度不足时,在气动荷载作用下,缺陷部位拉应力增大54%,衬砌处于“拉-压”循环受力状态。研究结果可为高铁隧道素混凝土结构的长期稳定性及耐久性设计提供参考。     

对比试块与机车车轴超声波探伤的关系

车轴镶入部裂纹的位置是依据实物对比试块上人工模拟裂纹定位的、深浅是参照人工模拟裂纹的深度来判断的,透声灵敏度是根据TS-l试块的第十次底波为荧光屏满幅度的80%以及衰减的dB值来确定的,对比试块是用于标定探伤灵敏度的,因此,对比试块应与被检车轴的材质相同。在调研中发现同类型的对比试块存在着不同的差异,对此进行了探讨。     

钢轨超声波探伤仪灵敏度20%林状回波调节法

针对现场参照物调节法和对比试块调节法存在不能不断合理调节各通道灵敏度,以及探伤仪对小尺寸钢轨缺陷检出能力低的问题,分析、研究钢轨超声波探伤仪探伤质量影响因素,提出采用20%林状回波调节法调整钢轨超声波探伤仪灵敏度。介绍20%林状回波调节法调整钢轨超声波探伤仪灵敏度基本原理、操作方法和注意事项。经现场验证,该方法能够提升钢轨缺陷检出能力,符合TB/T 2340—2012《钢轨超声波探伤仪》中关于钢轨缺陷检出能力的规定,提高钢轨超声波探伤质量。     

机车铸钢轮心疲劳裂纹超声波检测

简要分析了机车铸钢车轮轮心疲劳裂纹产生原因及位置，提出了超声波探伤检查的可行性，并介绍了疲劳裂纹检测方法和工艺要点。试验证明铸钢轮心完全可以用超声波探伤检测辐板和轮毂根部裂纹。     

新制轮箍超声波探伤缺陷的测定

本文对超声波探伤判定缺陷的当量尺寸进行了理论分析，并联系新制轮箍中内部缺陷的规律，提出轮箍内部缺陷大小的判断仅仅通过标准试块进行比较衰减值是有误差的，必须先用探头在标准试块上作出不同深度的2平底孔AVG曲线图，然后用实测dB值比较才正确判断出缺陷的当量大小。     

隧道衬砌混凝土爆破损伤累积规律试验研究

针对隧道衬砌混凝土爆破振动损伤累积问题,设计混凝土爆破损伤累积试验,对试块进行超声波波速测试并计算损伤值,拟合累积损伤值与爆破循环次数比之间的函数。试验结果表明,爆破振动损伤随着爆破作用次数的增加而持续增加,混凝土爆破振动累积损伤与爆破循环次数比之间存在三次多项式函数关系,爆破振动损伤累积经历了初期缓慢增长、中期快速增长和后期突变增长三个阶段。震动区测点在多次爆破振动荷载作用下,首先引起混凝土内部原生裂纹尖端局部损伤变形,随后微裂纹扩展形成细观裂纹,最后细观裂纹扩展贯通直至形成宏观裂缝,混凝土试块强度大幅度下降,累积损伤进入突变阶段后混凝土在较低损伤值条件下即可发生突然断裂破坏。     

机车抱轴箱随机应力谱下的疲劳寿命预估研究

针对机车铸钢抱轴箱在运行中产生疲劳裂纹的现象，笔者对机务段检修和返厂检修的抱轴箱进行了调研，认为裂纹长度服从正态分布。对抱轴箱及其改进结构进行了有限元分析，其应力最大部位与发生裂纹部位一致。通过动应力实测获取抱轴箱危险部位的应力谱，用局部应力一应变法结合断裂力学方法估算了抱轴箱的疲劳总寿命，并与名义应力法计算结果进行了比较。结果表明，2种方法所得的疲劳总寿命基本是一致的，用局部应力-应变法计算机车抱轴箱裂纹萌生寿命是一种合理的方法，而大的铸造缺陷是抱轴箱产生裂纹的最主要原因。最后采用统计方法得到了裂纹扩展破坏的累积失效概率函数。     

车轴压装部疲劳裂纹的超声波探伤法

指出采用超声波探伤电力机车车轴裂纹的必要性，介绍了探伤条件和试块制作过程，描述了探伤方法和波形特点。     

罐体焊缝的探伤

分析了用超声波探伤和X射线探伤方法探测罐体焊缝缺陷（如裂纹、未焊透、气孔、杂等）的灵敏度，指出探伤中可能出现的漏探和误判，介绍了用超声波和X射线探伤的缺陷识别方法，提出了对焊缝探伤伤的几点建议。     

Q345qD桥梁钢疲劳裂纹扩展速率试验研究

为采用线弹性断裂力学方法对既有铁路钢桥进行疲劳评估,利用紧凑拉伸试样、基于柔度法的测量手段,对6.1,10.0和23.5mm厚的我国应用最广泛的Q345qD桥梁钢进行疲劳裂纹扩展速率试验,分别采用单试件数据点和成组(相同材料、厚度和应力比)数据点拟合,得到不同厚度、不同应力比下试件的疲劳裂纹扩展速率参数。试验结果表明:在通常的应力强度因子幅值范围(10~70 MPa·m1/2)内,基于单试件数据点拟合参数得到的疲劳裂纹扩展速率明显高于基于成组数据点拟合参数得到的裂纹扩展速率;Q345qD桥梁钢的疲劳裂纹扩展速率随应力比增加而增加,当应力比从0.1增加到0.5时,本批次钢材的疲劳裂纹扩展速率增幅为7%~25%,但随板厚增加的变化并不显著;本批次Q345qD桥梁钢的疲劳裂纹扩展性能优于HPS485W和14MnNbq桥梁钢及BS7910标准中给出的通用钢材疲劳裂纹扩展性能。     

铸钢车轮材料热喷涂层热疲劳试验断口特征分析

分析了某铸钢车轮试样热喷涂层热疲劳试验断口特征。在铸钢车轮材料表面分别热喷涂铁基和镍基两种合金涂层,进行450℃-20℃下热疲劳试验,对断口形貌进行观察。研究发现,铁基与镍基涂层的抗氧化能力优于铸钢车轮材料,表面氧化腐蚀是涂层试样热疲劳损伤的一种主要形式。在热循环过程中涂层本身出现一些开裂,但韧性涂层并未剥落,涂层层状结构阻碍了裂纹向基体的传播,涂层保护了基体。相比之下,镍基涂层效果更好。     

东风4型内燃机车铸钢轮心裂纹的分析及提高轮心使用寿命的途径

分析东风。型内燃机车铸钢轮心裂纹位置及裂纹产生的原因。针对裂纹产生的原因,建议改进轮心结构,加大轮心探伤检测的力度,并逐步实现轮心的寿命管理。