导波在含裂缝铁轨中的传播特性

摘要

对铁轨进行缺陷检测是保证铁路安全运行的重要手段.本文研究导波在含缺陷铁轨中的频散特性和传播特性.由于铁轨横截面的几何复杂性,传统的解析法计算铁轨的频散曲线是不可行的,本文介绍的谱有限元法能很好的计算频散曲线.三维有限元数值模拟方法用于分析导波在铁轨中的传播.在激励点位置不变的情况下,通过改变铁轨裂缝缺陷深度,研究含表面裂缝导波的反射波形.以反对称激励为例,观察接收波形,发现反对称导波模态重叠且后面跟着一个由缺陷引起的小波包.裂缝越深,波包幅值越大,这为定量检测缺陷提供了有效方法.研究导波在铁轨中的传播特性,对于将导波技术应用于铁轨缺陷的无损检测具有实际意义.