基于机器视觉的车轮裂纹识别与提取

针对列车车轮轮缘及轮辋裂纹图像特点,提出根据裂纹图像特征结合Fisher法判别的车轮裂纹识别算法,同时针对图像分割后提取出的图像裂纹线断裂不连续且不完整的问题,提出交互式裂纹线点采集提取结合曲线拟合生成裂纹线的方法;算法首先在图像预处理基础上,利用局部统计可变阈值法分割图像,用小面积阈值初筛去斑,结合形态学操作后,计算面积、平均宽度、外接矩形长宽比和圆形度4个特征量,然后计算连续性筛选图像中这些特征量的极值,再利用Fisher判别法对图像中的裂纹进行识别,并提取图像裂纹线坐标,用多项式最小二乘曲线拟合出完整裂纹线。实验结果表明本文方法具有较好的鲁棒性。

内部含裂纹车轮疲劳寿命分析

针对国内普遍采用的LM A磨耗型踏面车轮出现内部裂纹问题,通过有限元软件ABAQUS结合疲劳寿命分析软件nCode DesignLife探究了不同工况对疲劳寿命的影响。结果表明:不同长度的裂纹在裂纹尖端存在明显的应力集中现象,将对车轮损伤和疲劳寿命产生影响,虽有波动,但总体上是先快后慢的趋势;车轮的损伤系数和疲劳寿命在裂纹角0~45°变化较小,但危害较大;轴重是影响车轮疲劳性能的重要因素,避免过载可延长车轮使用寿命;裂纹深度对含裂纹车轮的损伤系数和疲劳寿命影响较大,其中10 mm以内数值变化较大,即疲劳失效更容易发生在接触斑中心位置。

基于电磁声表面波的火车车轮踏面裂纹检测方法研究

针对火车车轮踏面裂纹的检测问题,基于电磁声表面波技术提出了一种火车车轮踏面裂纹的检测方法。由于火车车轮工作环境的限制,选择了具有较高传播速度的电磁声表面波作为实时检测信号,并采用永磁铁、电磁声表面波传感器以及待测体组成裂纹测试系统。同时,通过仿真实验分析了电磁声表面波在传播时的透射系数、相移速率随周向传播距离、轴向深度的变化规律,形成裂纹位置和深度检测方案。对周向裂纹、横向裂纹及穿孔这三种形式的裂纹测试结果表明,所提检测方法的平均准确率为75.25%,证明了其有效性与可行性。

复杂形状夹杂物对动车组车轮辋裂的影响

以CRH5型动车组轮轴为研究对象,研究了夹杂物的形态对轮辋局部应力和轮辋裂纹成核的影响。结果显示,夹杂物棱角角度越小,夹杂物周围应力水平越高;夹杂物的厚度越小,半径越大,夹杂物周围最大等效应力越大,越易引起局部应力集中,导致疲劳裂纹易于萌生。利用有限元法和曲线拟合方法得到不同工况下夹杂物的临界尺寸,研究发现:不同工况下夹杂物的临界尺寸不同,弯道工况下的临界尺寸最小,夹杂物的尺寸超过临界尺寸时,裂纹才会萌生。

机车整体辗钢车轮超声波探伤

分析冶金缺陷和疲劳缺陷使机车整体车轮产生掉块或崩裂的原理,分别介绍新制整体车轮超声波探伤和在役整体车轮超声波探伤的方法及存在的问题,指出新制车轮和在役车轮探伤时应注意的事项。

轨道交通车辆走行部故障机理诊断技术

故障诊断技术也是一种信息技术。它经历了从基于案例对比的"学习型诊断专家系统",到基于数学-物理方程的"理论指导主动诊断专家系统"的发展阶段,正在向着从顶层设计角度出发的基于故障内因探索的"故障机理诊断专家系统"发展。由此引起了诊断与机械设计革命性的技术进化、跳跃式的发展:通过由故障终结表征向故障发生内涵的推理,不仅实现了对机器故障发生方式的预测和对主动故障诊断的强劲支持,而且为机器设计、制造、维修的技术创新,为从顶层设计角度提高机器的可靠性和寿命,提供了数字化智能信息依据和理论指南。