《高速列車車軸疲勞損傷和微組織演化的非線性超聲評價》是依託北京交通大學，由稅國雙擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：高速列車車軸疲勞損傷和微組織演化的非線性超聲評價
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：稅國雙
- 依託單位：北京交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
高速列車是一種高效運愚拔輸工具，備受世界各國的青睞。車軸是高速列車中車輛轉向架的關鍵承載部件，其疲勞破壞直接頁漿霸危及高速列車的運輸安全。本項目針對高速列車車軸的疲勞損傷和微組織演化開展無幾才閥損評價研究，紙祖達店提出採用非線性超聲評價金屬材料疲勞損傷的狀態。通過研究超音波傳播產生的二次諧波與疲勞損傷材料微結構演化之間的關係，結合金屬材料中的位錯弦和位錯偶等模型理論，將表征材料微觀組織結構的參數引入超聲二次諧波聲場的解析解中，構建超聲二次諧波與金屬材料微觀組織結構演化之間的數學模型；對不同疲勞損傷狀態下的材料進殃故朽行顯微組織分析，獲得材料微觀組織參數並進行數學模型計算；對不同疲勞損傷狀態下的材料進行非線性超聲實驗測量，研究實驗測量結果和數學模型計算結果之間的關係。本項目的研究可望建立採用非線性超聲技術定量表征金屬材料疲勞損傷狀態的新方法和理論，發展一種能夠對高速列車車軸早期性能退化作出檢測和預報的有效方法。
結題摘要
近年來非線性超聲理論及相關技術引起了人們的備祝喇廣泛重視，越來越多的研究表明材料性能退化與超音波的非線性效應密切相關。本項目針對高速列車車軸鋼材料在外載荷作用下的損傷和微組織演化開展無損評價研究，提出了採用非線性超聲評價金屬材料損傷狀態的無損檢測方法。以LZ50車軸鋼和Q235碳鋼為實驗材料，在離線條件下採用單向拉伸載入和拉-拉疲勞載入，研究了兩種結構鋼材料早期性能退化和非線性係數之間的變化關係。進一步對不同損傷狀態下的材料進行顯微組織分析，獲得材料微觀組織參數，通過研究超音波傳播產生的二次諧波與損傷材料微結構演化之間的關係，建立了超聲二次諧波與金屬材料微觀組織結構演化之間埋恥葛記的聯繫。研究表明，基於非線性超聲的聲學參量與材料的載入應力、疲勞次數、微觀晶粒尺寸間存在明顯的對應關係，本項目的研究成果對利用非線性超聲技術無損評價金屬材料的損傷打下了一定基礎，對進一步發展相應的新方法和理論具有借鑑作用。此外，在本項目的資助下，還開展了利用Rayleigh表面波和Lamb波進行非線性超聲無損檢測的研究。
