基于巴克豪森效应的钢轨应力检测仪的研制
近年来国内外高速无缝铁路迅猛发展，由于钢轨的温度应力是影响无缝铁路结构健康及行车安全的主要因素，因此快速准确的检测出钢轨的温度应力变的十分必要和紧迫。本文基于电磁学的方法，搭建了一套钢轨温度应力检测仪器，实现了钢轨应力的准确测量，方便、快捷。 本文在国内外利用巴克豪森效应检测应力的理论和工程实践的基础上，搭建了一套应力检测系统，它包括硬件平台、软件平台以及应力的标定和实验验证。硬件部分主要包括包括激励信号发生模块、检测传感器模块、信号调理模块、信号采集模块、中央处理模块、位移传感器模块及下位机主控模块，软件部分则主要由数据采集模块、数据处理模块、人机交互模块以及下位机模块组成。在仪器标定实验之前综合考虑仪器的分辨力和灵敏度确定了实验的激励电压和激励频率，仪器的标定则采用回归分析的方法分别对总的数据和分段数据进行分别标定。基于MBN信号的六个特征值随应力的变化规律呈现非线性，总数据采用了二次模型，在分段区间内二次模型和一次模型相差不大，分段区间则采用了一次模型。由于人为因素的存在，课题实验采集数据时检测传感器都有一定的提离，从而可以验证激励放大倍数自动调整和回归分析相结合的方法可以实现对传感器提离的补偿，同时探索了采用回归分析的方法对温度的影响进行补偿。由于处理器的处理精度有限，在计算过程中向量组会出现线性相关的向量，因此建立回归模型的过程中首先要求取向量组的极大线性无关组，然后在回归的过程中剔除异常点的数值，最后经过验证模型的误差在合理的范围内。
高速无缝铁路;钢轨温度应力;巴克豪森效应;应力检测系统;位移传感器;回归分析
南京航空航天大学
硕士
测试计量技术及仪器
姚恩涛
2014
中文
U213.43;TP212.12
85
2016-03-01（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）