列车外圆弹簧疲劳损伤的非线性超声测试

作     者：税国双 黄蓬 汪越胜 

作者机构：北京交通大学土建学院力学系北京100044 

出 版 物：《声学学报》 (Acta Acustica)

年 卷 期：2013年第38卷第5期

页      面：570-575页

核心收录：

学科分类：1002[医学-临床医学] 08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 080502[工学-材料学] 0802[工学-机械工程] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(11172034)资助 

主　　题：非线性系数 超声测试系统 疲劳损伤 外圆弹簧 列车 弹簧材料 内部损伤 积累速度 

摘      要：进行了列车外圆弹簧在疲劳载荷作用下所产生损伤的非线性超声测试。对列车外圆弹簧进行疲劳加载,利用专门的非线性超声测试系统激发和接收透过弹簧的超声纵波。在相应的信号处理后,建立了声学非线性系数与弹簧疲劳次数之间的关系。实验结果表明,当疲劳次数小于150万次时,由于弹簧材料内部位错、滑移带等微观缺陷还没有形成足以产生显著非线性的积累,该非线性系数增长不明显;当疲劳次数达到150万次至300万次之间的疲劳响应期时,非线性系数增加明显,表明弹簧材料的内部损伤快速增加;当疲劳次数超过300万次时,弹簧材料的内部损伤积累速度减缓,非线性系数增加放缓。该研究表明列车外圆弹簧的疲劳损伤程度与其声学非线性系数直接相关,利用该方法可以为材料和结构早期力学性能退化的检测和评价提供一种有效的途径。