位置:成果数据库 > 期刊 > 期刊详情页
基于声弹性效应的钢轨应力检测方法
  • ISSN号:1673-0291
  • 期刊名称:《北京交通大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:TB553[理学—物理;理学—声学]
  • 作者机构:[1]中国铁道科学研究院铁道建筑研究所,北京100081, [2]北京交通大学机械与电子控制工程学院,北京100044
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(61134003); 中国铁道科学研究院院基金课题资助项目(2014YJ022)
中文摘要:

针对超声波声速随钢轨应力变化而改变的特征,采用测量时间差的方法获得速度信息,设计开发了基于FPGA和USB接口的超声波传播时间精确测量系统.通过巴特沃斯低通运算去除信号中的噪声,基于互相关算法得到了超声波的传播时间差,并通过三次样条插值方法提高了时间差的测量分辨率.基于钢轨拉压实验平台,测量了不同应力状态下超声波在钢轨中的传播时间,获得了超声波在钢轨中的声弹性常数.实验表明:在钢轨中超声波的传播速度随应力的改变成线性变化,通过测量钢轨中超声波的传播速度,结合温度补偿算法,可实现钢轨应力的实时在线监测.

英文摘要:

In order to study the method to measure the stress level in a rail by means of acousto-elastici- ty, a FPGA (Field-Programmable Gate Array) and USB based system to measure the ultrasonic trans- mitting time in a rail is designed. The Butterworth low pass filter is used to remove the noise from sig- nals, ultrasonic propagation time is obtained with cross-correlation algorithm and the cubic spline inter- polation method is used to improve the time resolution. Different stresses are applied on the rail through a tension and compression testing platform. After getting the transmitting time in the rail of certain length, an acousto-elastie coefficient for the rail is acquired. The experiments show that the propagation time of ultrasonic waves in the fixing distance rail varies linearly with the stress. It is fea- sible to measure the stress level in a rail by means of measuring changes of the transmitting time com- bined with temperature compensation algorithm.

同期刊论文项目
同项目期刊论文
期刊信息
  • 《北京交通大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:教育部
  • 主办单位:北京交通大学
  • 主编:孙守光
  • 地址:北京市西直门外上园村3号北方交通大学8楼8101室
  • 邮编:100044
  • 邮箱:bfxb@bjtu.edu.cn
  • 电话:010-51688053
  • 国际标准刊号:ISSN:1673-0291
  • 国内统一刊号:ISSN:11-5258/U
  • 邮发代号:
  • 获奖情况:
  • 1995年铁道部科技期刊一等奖、1999年教育部组织的...
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:5152