钢轨应力检测中超声导波模态选取方法研究

钢轨横截面形状复杂,其内部可传播的导波模态数量众多,为了选取适于检测钢轨内部温度应力的模态,本文提出了一种导波模态选取的指标模型。该模型基于频率、应力敏感度、振型、激励位置偏离度、模态可辨识度五个因子构建,通过分别求解五个因子的数值,综合得到模型的计算结果,最终选取了计算结果数值最大、其值为0.88的导波模态。经实验室和西宝高速铁路现场测试,本文提出的指标模型,能快速、准确选取适于应力检测的导波模态,所选取的模态对应力敏感,在应力变化137 MPa时,其群速度变化值达到2.2 m/s,该模态激励方式简单,易于控制,传播距离超过1km,适用于无缝线路钢轨长距离平均温度应力的在线监测。