基于超声导波的列车转向架结构损伤定位成像研究.pdf

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1、第35卷第3期噪声与振动控制、bl35NO．32015年6月NOISEANDVIBRLTIONCoNTR0LJun．2015文章编号：1006—1355(2015)03—0163．0614464基于超声导波的列车转向架结构损伤定位成像研究肖君柽，吕彭民，李富才(1．长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室，西安710064；2．上海交通大学机械系统与振动国家重点实验室，上海200240)摘要：转向架构架为列车重要部件，其健康状况直接关系到列车安全运行，而基于超声导波的无损检测技术能够用于结构健康监测。采用导波反演法获取

2、构架材料的体波波速，结合Lamb波频散方程得到构架的Lamb波频散曲线，进而选择激励信号。载荷和构架边界都会使响应导波信号特征变得复杂，使得损伤定位误差增加。为减少时域信号误差的影响，采用完好结构与检测结构的激励信号与相应导波能量谱相关系数进行分析。通过此系数获取检测结构的损伤指数，经权函数对各导波传播路径加权，从而得到损伤概率密度大小，进行损伤定位诊断成像。在构架中分别沿焊接方向以及承载剪切方向引入切槽损伤进行实验测试。结果表明，该方法能够较准确地实现损伤定位。关键词：振动与波；Lamb波；反演法；频散；损伤概率密度；

3、损伤定位成像中图分类号：TH113．1；TB559文献标识码：ADOI编码：10．3969／j．issn．1006．1335．2015．03．035DamageLocalizationImagingofTrain’SBogieFramesBasedonUltrasonicGuided厂刁veXIAO一cheng，LYUPeng-min，一cai(1．KeyLaboratoryofRoadConstructionTechnologyandEquipment，MOE，Chang’anUniversity,Xi’an71006

4、4。China；2．StateKeyLaboratoryofMechanicalSystemandVibration，ShanghaiJiaotongUniversity,Shanghai200240．China)Abstract：Bogieframeisoneoftheimportantcomponentsofthetrain．Itshealthconditionisdirectlyrelatedtotheperformanceofthetrain．Thenon-destructivetestingtechnology

5、basedonultrasonicguidedwavesCanbeappliedtostructuralhealthmonitoring(SHM)．Inthispaper,theinversealgorithmwasemployedtoacquirethebulkwavespeedoftheflamemateria1．TheLambwavedispersioncurveswereobtainedaccordingtothedispersionequationsandusedtochoosetheincidentsigna

6、1．Loadandboundaryconditionsoftheframecouldgeneratecomplexresponsewavesignal，whichwouldincreasetheerrorofdamagelocalization．Toreducetheeffectoftime—domainsignalerror,theenergyspectrumcorrelationcoeficientsofintactstructureresponsesignalandtestingstructureresponses

7、ignalwasintroducedinthestudy．Withtheuseofthesecoeficients，thedamageindexofthetestingstructurecouldbederived．Then，thetransmissionpathofeachguidewavecouldbeweightedthroughtheweightingfunction．Thedamageprobabilitydensitywasobtainedandusedtoimagingthepositionofthedam

8、age．Asallexample，notchesalongthewelddirectionandshearingdirectionwerepreparedinthebogieframerespectivelyforthetesting．Theresultshowsthatthedamagepositioncanbel