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軌道板中超聲蘭姆波傳播的有限元計算和實驗
朱文發; 孟翔震; 張輝; 范國鵬; 張海燕; 張玉潔 上海工程技術大學城市軌道交通學院; 上海201620; 上海大學通信與信息工程學院; 上海200444
關鍵詞：超聲蘭姆波 軌道板 缺陷 傳播規律
摘要：該文針對我國高速鐵路軌道板缺陷的非接觸動態檢測問題,研究了空氣耦合超聲蘭姆波在軌道板中的傳播規律。首先,給出了軌道板中超聲蘭姆波的相速度和群速度頻散曲線,結果表明:隨著頻厚積的增加,頻散現象越明顯,并且A0相速度收斂于Rayleigh波的波速。然后,建立軌道板中波傳播的有限元模型,計算得到蘭姆波傳播的群速度為2220m/s,且二維傅里葉變換系數的較大值沿Rayleigh波的頻散曲線分布。最后,在滬杭高鐵嘉興南站進行了現場測試,以8.8°傾斜角向軌道板激勵產生超聲蘭姆波,激發產生的蘭姆波模態群速度為2325m/s,且二維傅里葉變換分析其系數的較大值沿Rayleigh波的頻散曲線分布。有限元計算結果和實驗結果均與理論計算結果一致。該研究為后續軌道板缺陷的非接觸動態檢測提供了理論依據和實驗方法。
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