[發明專利]一種高速列車車體關鍵部位剩余壽命的監測方法

有效

• 申請號: 201811342729.1
• 申請日: 2018-11-13
• 公開（公告）號: CN109443671B
• 公開（公告）日: 2019-08-30
• 發明（設計）人: 朱忠尹;茍國慶;于金朋;馬傳平;付正鴻;張曦;陳輝;郭糠;李婷;單美樂
• 申請（專利權）人: 西南交通大學
• 主分類號: G01M5/00
• 分類號: G01M5/00;G01N29/04;G01N29/44
• 代理公司: 成都眾恒智合專利代理事務所(普通合伙) 51239
• 代理人: 吳桐

1.一種高速列車車體關鍵部位剩余壽命的監測方法，包括以下步驟：

A、制作監測區域復制樣

根據高速列車的服役特征確定列車車體上需要進行監測的部位，并根據初始狀態差異將需要進行監測的部位劃分為多個監測區域，所述每個監測區域的初始狀態相同；制作與每個監測區域初始狀態相同的復制樣，所述復制楊包括拉伸試樣和疲勞試樣；所述監測區域的初始狀態是指監測區域未服役，無損傷的狀態；

B、建立載荷疲勞損傷與超聲波非線性系數的關系數據庫

選擇多根疲勞試樣，進行不同疲勞周次的疲勞試驗，并分別對經過不同疲勞周次疲勞試驗的疲勞試樣進行非線性超聲波檢測，根據檢測結果建立載荷疲勞損傷與超聲波非線性系數的關系數據庫：

n＝F(s)

其中，n為疲勞周次；s為超聲波非線性系數；

C、建立靜載強度與超聲波非線性系數的關系數據庫

選擇多根拉伸試樣，進行不同應力加載試驗，并分別對不同靜載強度下的拉伸試樣進行非線性超聲波檢測，根據檢測結果建立靜載強度與超聲波非線性系數的關系數據庫：

σ＝K(s)

其中，σ為靜載強度；s為超聲波非線性系數；

D、建立剩余服役壽命計算模型

剩余服役壽命計算模型為：

其中，

N為監測區域未服役時的疲勞壽命；

Y為剩余服役壽命；

σ為監測區域的實時靜載強度，通過對監測區域進行非線性超聲波檢測，根據檢測得到超聲波非線性系數和靜載強度與超聲波非線性系數的關系數據庫求得，單位N/mm²；

n為監測區域經歷的疲勞周次，通過對監測區域進行非線性超聲波檢測，根據檢測得到超聲波非線性系數和載荷疲勞損傷與超聲波非線性系數的關系數據庫求得；

R為監測區域的屈服極限Re或彈性極限Rp_0.2，單位N/mm²；

a為有效系數；

E、監測區域安裝超聲波晶片

對監測區域進行表面處理，處理后粘貼上超聲波激發與接收晶片，并在晶片上方安裝面罩，然后對監測區域所在的構件進行涂裝處理，保證涂裝處理后安裝的超聲波晶片觸角裸露在外；

F、監測區域剩余服役壽命評定

F1、列車服役一階段后，使用非線性超聲波設備連接步驟E安裝的超聲波波晶片的觸角，進行非線性超聲波檢測，測得超聲波非線性系數s′；

F2、根據步驟C建立的靜載強度與超聲波非線性系數的關系數據庫，得到監測區域的靜載強度σ′，σ′＝K(s′)；

F3、根據步驟D建立的剩余服役壽命計算模型對監測區域的剩余服役壽命進行評定：

若σ′≥R/a，則監測區域的剩余服役壽命Y′＝0，構件返修或報廢；

若σ′<R/a，根據步驟B建立的載荷疲勞損傷與超聲波非線性系數的關系數據庫，得到監測區域經歷的疲勞周次n′，n′＝F(s′)，并確定監測區域的剩余服役壽命Y′，Y′＝N-n′；

其中，N為監測區域未服役時的疲勞壽命；R為監測區域的屈服極限Re或彈性極限Rp_0.2，單位N/mm²；a為有效系數。