一种列车部件裂纹长度检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种列车部件裂纹长度检测方法及装置，涉及裂纹检测技术领域，方法包括：在列车部件一端的表面设置第一电流探针；在列车部件另一端的表面设置第二电流探针；所述第一电流探针和所述第二电流探针在同一直线上；为所述第一电流探针和所述第二电流探针提供恒定的直流电流；在列车部件表面的裂纹一侧距离裂纹中点设定距离处设置第一电压探针；在列车部件表面的裂纹另一侧距离裂纹中点设定距离处设置第二电压探针；所述第一电压探针和所述第二电压探针在同一直线上；检测所述第一电压探针的位置和所述第二电压探针的位置之间的电压差值；根据所述电压差值确定裂纹长度。本发明专利技术能够高效快捷地完成裂纹长度的检测。发明专利技术能够高效快捷地完成裂纹长度的检测。发明专利技术能够高效快捷地完成裂纹长度的检测。

【技术实现步骤摘要】
一种列车部件裂纹长度检测方法及装置


[0001]本专利技术涉及裂纹检测
，特别是涉及一种列车部件裂纹长度检测方法及装置。

技术介绍

[0002]随着我国铁路运输的快速发展，为保证列车高速、安全和舒适的运行，车辆关键结构部件可靠性与安全性的研究日益增加。疲劳裂纹是导致列车关键部件失效的主要原因，其中对列车在运行时裂纹长度进行评估是非常必要的，因此需要一种简洁的裂纹长度检测的方法。
[0003]传统的裂纹长度检测方法需要对列车部件进行周期性裂纹探伤，如磁粉检测和超声检测等。但这些方法对检测环境都有较为苛刻的要求，虽然能够得到相对精确的结果，但都存在适用性有限和检测效率低的缺点，且无法在列车运行时提供裂纹长度的实时信息。
[0004]很多的列车生产单位、车辆段、相关研究单位以及高校的相关课题组均需要一个相对简单的检测装置，从而高效快捷地完成裂纹长度的检测。若依靠繁琐的检测手段需要消耗大量的人力财力，因此，在列车各个复杂结构快速地发现裂纹并检测其长度尤为重要。
[0005]定量的分析裂纹扩展状态是十分必要的，在传统的检测方式下，对列车部件进行寿命预测需要繁琐的步骤，且对于损伤的部件更换十分频繁。
[0006]综上，本领域亟需一种高效便捷的列车部件裂纹长度检测方法。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的是提供一种列车部件裂纹长度检测方法及装置，从而高效快捷地完成裂纹长度的检测。
[0008]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0009]一种列车部件裂纹长度检测方法，所述方法包括：
[0010]在列车部件一端的表面设置第一电流探针；在列车部件另一端的表面设置第二电流探针；所述第一电流探针和所述第二电流探针在同一直线上；
[0011]为所述第一电流探针和所述第二电流探针提供恒定的直流电流；
[0012]在列车部件表面的裂纹一侧距离裂纹中点设定距离处设置第一电压探针；在列车部件表面的裂纹另一侧距离裂纹中点设定距离处设置第二电压探针；所述第一电压探针和所述第二电压探针在同一直线上；
[0013]检测所述第一电压探针的位置和所述第二电压探针的位置之间的电压差值；
[0014]根据所述电压差值确定裂纹长度。
[0015]可选地，所述恒定的直流电流为5A直流电流。
[0016]可选地，所述设定距离大于0毫米且小于等于10毫米。
[0017]可选地，所述根据所述电压差值确定裂纹长度，具体包括：
[0018]利用公式U(a)＝Ccosh
‑1[cosh(πy/2W)/cos(πa/2W)]计算裂纹长度；式中，U(a)是
所述第一电压探针的位置与所述第二电压探针的位置之间的电压差值，y为所述设定距离，W为列车部件宽度的一半，a为列车部件中裂纹长度的一半，C是一个常数，ρ是列车部件材料的电导率，B为列车部件的厚度，I为所述恒定的直流电流。
[0019]本专利技术还提供了如下方案：
[0020]一种列车部件裂纹长度检测装置，应用所述的列车部件裂纹长度检测方法，所述装置包括第一电流探针、第二电流探针、第一电压探针、第二电压探针、恒定的直流电源、电压表和处理器；
[0021]所述第一电流探针分别与所述恒定的直流电源的正极和列车部件一端的表面连接；所述第二电流探针分别与所述恒定的直流电源的负极和列车部件另一端的表面连接；所述第一电流探针和所述第二电流探针在同一直线上；
[0022]所述第一电压探针分别与所述电压表的第一端和列车部件表面的裂纹一侧距离裂纹中点设定距离处连接；所述第二电压探针分别与所述电压表的另一端和列车部件表面的裂纹另一侧距离裂纹中点设定距离处连接；所述第一电压探针和所述第二电压探针在同一直线上；
[0023]所述处理器与所述电压表连接；
[0024]所述第一电流探针、所述第二电流探针和所述恒定的直流电源用于为列车部件提供恒定的直流电流；
[0025]所述第一电压探针、所述第二电压探针和所述电压表用于检测所述第一电压探针的位置和所述第二电压探针的位置之间的电压差值；
[0026]所述处理器用于根据所述电压差值确定裂纹长度。
[0027]可选地，所述恒定的直流电源为5A直流电源。
[0028]可选地，所述设定距离大于0毫米且小于等于10毫米。
[0029]可选地，所述处理器具体包括：
[0030]裂纹长度计算模块，与所述电压表连接，用于利用公式U(a)＝Ccosh
‑1[cosh(πy/2W)/cos(πa/2W)]计算裂纹长度；式中，U(a)是所述第一电压探针的位置与所述第二电压探针的位置之间的电压差值，y为所述设定距离，W为列车部件宽度的一半，a为列车部件中裂纹长度的一半，C是一个常数，
[0031]ρ是列车部件材料的电导率，B为列车部件的厚度，I为所述恒定的直流电流。
[0032]可选地，所述电压表为纳伏级电压表。
[0033]根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：
[0034]本专利技术公开的列车部件裂纹长度检测方法及装置，通过第一电流探针、第二电流探针、第一电压探针、第二电压探针实现基于直流电位降法，根据电位降，即第一电压探针的位置和第二电压探针的位置之间的电压差值确定裂纹长度，从而高效快捷地完成裂纹长度的检测。
附图说明
[0035]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0036]图1为本专利技术列车部件裂纹长度检测方法实施例的流程图；
[0037]图2为本专利技术半椭圆表面裂纹示意图；
[0038]图3为本专利技术探针位置布置示意图；
[0039]图4为本专利技术车轴CAD图；
[0040]图5为本专利技术裂纹深度与电位降的关系示意图；
[0041]图6为本专利技术校核与仿真结果对比图；
[0042]图7为本专利技术高速列车裂纹检测方法流程示意图；
[0043]图8为本专利技术有限元仿真流程图；
[0044]图9为本专利技术列车部件裂纹长度检测装置实施例的结构图。
具体实施方式
[0045]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0046]本专利技术的目的是提供一种列车部件裂纹长度检测方法及装置，从而高效快捷地完成裂纹长度的检测。
[0047]为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种列车部件裂纹长度检测方法，其特征在于，所述方法包括：在列车部件一端的表面设置第一电流探针；在列车部件另一端的表面设置第二电流探针；所述第一电流探针和所述第二电流探针在同一直线上；为所述第一电流探针和所述第二电流探针提供恒定的直流电流；在列车部件表面的裂纹一侧距离裂纹中点设定距离处设置第一电压探针；在列车部件表面的裂纹另一侧距离裂纹中点设定距离处设置第二电压探针；所述第一电压探针和所述第二电压探针在同一直线上；检测所述第一电压探针的位置和所述第二电压探针的位置之间的电压差值；根据所述电压差值确定裂纹长度。2.根据权利要求1所述的列车部件裂纹长度检测方法，其特征在于，所述恒定的直流电流为5A直流电流。3.根据权利要求1所述的列车部件裂纹长度检测方法，其特征在于，所述设定距离大于0毫米且小于等于10毫米。4.根据权利要求1所述的列车部件裂纹长度检测方法，所述根据所述电压差值确定裂纹长度，具体包括：利用公式U(a)＝Ccosh
‑1[cosh(πy/2W)/cos(πa/2W)]计算裂纹长度；式中，U(a)是所述第一电压探针的位置与所述第二电压探针的位置之间的电压差值，y为所述设定距离，W为列车部件宽度的一半，a为列车部件中裂纹长度的一半，C是一个常数，ρ是列车部件材料的电导率，B为列车部件的厚度，I为所述恒定的直流电流。5.一种列车部件裂纹长度检测装置，应用权利要求1
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4任一项所述的列车部件裂纹长度检测方法，其特征在于，所述装置包括第一电流探针、第二电流探针、第一电压探针、第二电压探针、恒定的直流电源、电压表和处理器；所述第一电流探针分别与所述恒定的直流电源的正极和列...

【专利技术属性】
技术研发人员：周素霞，卢俊霖，段粟宇，肖楠，
申请(专利权)人：北京建筑大学，
类型：发明
国别省市：