[发明专利]一种高速列车车体关键部位剩余寿命的监测方法

摘要

一种高速列车车体关键部位剩余寿命的监测方法，包括以下步骤：A、制作监测区域复制样，包括拉伸试样和疲劳试样；B、通过对疲劳试样进行疲劳试验和非线性超声波检测建立载荷疲劳损伤与超声波非线性系数的关系数据库；C、通过对拉伸试样进行静载试验建立静载强度与超声波非线性系数的关系数据库；D、根据步骤B和C建立的关系数据库建立剩余服役寿命计算模型；E、监测区域安装超声波晶片；F、对监测区域进行非线性超声波检测，结合步骤B和C建立的关系数据库和步骤D建立的剩余服役寿命计算模型评定监测区域的剩余服役寿命。该监测方法可避免初始材料不均匀对超声波非线性系数的影响，精确地监测高速列车车体关键部位的剩余服役寿命。

主权项

1.一种高速列车车体关键部位剩余寿命的监测方法，包括以下步骤：A、制作监测区域复制样根据高速列车的服役特征确定列车车体上需要进行监测的部位，并根据初始状态差异将需要进行监测的部位划分为多个监测区域，所述每个监测区域的初始状态相同；制作与每个监测区域初始状态相同的复制样，所述复制样包括拉伸试样和疲劳试样；所述监测区域的初始状态是指监测区域未服役，无损伤的状态；B、建立载荷疲劳损伤与超声波非线性系数的关系数据库选择多根疲劳试样，进行不同疲劳周次的疲劳试验，并分别对经过不同疲劳周次疲劳试验的疲劳试样进行非线性超声波检测，根据检测结果建立载荷疲劳损伤与超声波非线性系数的关系数据库：n＝F(s)其中，n为疲劳周次；s为超声波非线性系数；C、建立静载强度与超声波非线性系数的关系数据库选择多根拉伸试样，进行不同应力加载试验，并分别对不同静载强度下的拉伸试样进行非线性超声波检测，根据检测结果建立静载强度与超声波非线性系数的关系数据库：σ＝K(s)其中，σ为静载强度；s为超声波非线性系数；D、建立剩余服役寿命计算模型剩余服役寿命计算模型为：其中，N为监测区域未服役时的疲劳寿命；Y为剩余服役寿命；σ为监测区域的实时静载强度，通过对监测区域进行非线性超声波检测，根据检测得到超声波非线性系数和静载强度与超声波非线性系数的关系数据库求得，单位N/mm²；n为监测区域经历的疲劳周次，通过对监测区域进行非线性超声波检测，根据检测得到超声波非线性系数和载荷疲劳损伤与超声波非线性系数的关系数据库求得；R为监测区域的屈服极限Re或弹性极限Rp_0.2，单位N/mm²；a为有效系数；E、监测区域安装超声波晶片对监测区域进行表面处理，处理后粘贴上超声波激发与接收晶片，并在晶片上方安装面罩，然后对监测区域所在的构件进行涂装处理，保证涂装处理后安装的超声波晶片触角裸露在外；F、监测区域剩余服役寿命评定F1、列车服役一阶段后，使用非线性超声波设备连接步骤E安装的超声波波晶片的触角，进行非线性超声波检测，测得超声波非线性系数s′；F2、根据步骤C建立的静载强度与超声波非线性系数的关系数据库，得到监测区域的静载强度σ′，σ′＝K(s′)；F3、根据步骤D建立的剩余服役寿命计算模型对监测区域的剩余服役寿命进行评定：若σ′≥R/a，则监测区域的剩余服役寿命Y′＝0，构件返修或报废；若σ′<R/a，根据步骤B建立的载荷疲劳损伤与超声波非线性系数的关系数据库，得到监测区域经历的疲劳周次n′，n′＝F(s′)，并确定监测区域的剩余服役寿命Y′，Y′＝N‑n′；其中，N为监测区域未服役时的疲劳寿命；R为监测区域的屈服极限Re或弹性极限Rp_0.2，单位N/mm²；a为有效系数。