同济大学学报(自然科学版)

作者：王驰，周宇，翁之意，李骏鹏

单位：1.同济大学 道路与交通工程教育部重点实验室， 上海 201804;2.同济大学 上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室， 上海 201804

关键词：交流电磁场检测,钢轨滚动接触疲劳裂纹,半椭圆参数,阻抗边界条件

基金：中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划项目（L2021G002），中央高校基本科研业务费（2022-5-ZD-04），国家自然科学基金（51878661），浙江省交通运输厅科技计划项目（2023024）

为了探明交流电磁场检测中在钢轨表面形成的磁场响应与轨面滚动接触疲劳裂纹空间形态的关系，结合含滚动接触疲劳裂纹的钢轨现场观测和X射线断层扫描，确定了重载铁路不同通过总重下钢轨表面滚动接触疲劳裂纹的表面开口长度、内部倾角与椭圆比范围；建立钢轨裂纹交流电磁场仿真模型，分析不同裂纹形态参数的交流电磁场响应，并将电磁场响应拟合表达裂纹空间形态参数。结果表明：滚动接触疲劳裂纹的交流电磁场响应受裂纹各空间半椭圆参数综合影响并且可以通过函数模型进行描述，描述函数决定系数大于0.999 8，误差平方和小于1×10-4，均方误差小于1.4×10-3，函数模型计算结果与交流电磁场响应具有较好的一致性；整体上，交流电磁场响应特征受内部倾角影响较小，但随着内部倾角减小，影响逐渐增大；交流电磁场响应特征与裂纹表面开口长度近似呈线性变化规律，与椭圆比近似呈指数或高阶函数变化。

来源：2025年第10期

《同济大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

查看同济大学学报(自然科学版)杂志2025年第10期