Исследование влияния дефекта типа полости на частоты свободных колебаний рельсов радиолокационным методом

Abstract

В настоящее время проблема неразрушающего контроля рельсовых плетей или подвижного состава стоит достаточно остро, так как с каждым годом возрастают требования как к скоростным характеристикам, так и к безопасности на транспорте. Таким образом, целью настоящего исследования являлось определение возможности регистрации частот собственных колебаний радиолокационным методом для рельсовых плетей и влияние размеров дефекта типа «полость». Для этого был создан лабораторный стенд с установленным стандартный рельсом длиной 1.19 м марки Р-65, в котором при помощи ударной импульсной нагрузки возбуждались свободные колебания. Измерения частот собственных колебаний рельса регистрировали на двадцатичетырехразрядный АЦП и специализированный акселерометр ZETLAB ВС110. Для регистрации колебаний использовали доплер радиолокатор частотой 10 ГГц, установленный в фокус параболической зеркальной офсетной антенны диаметром 1.6 м. Было выявлено, что дефект типа «полость» сдвигает частотную моду колебаний 750 Гц вверх. Показано, что отверстие в шейке рельса диаметром 10 мм вносит изменение частоты порядка 14 Гц.

Currently, the problem of non-destructive testing of rail lashes or rolling stock is quite acute, as the demands of both speed characteristics and vehicle safety increase every year. Thus, the purpose of this study was to determine the possibility of recording frequencies of natural oscillations by the radar method for rail lashes and the influence of the dimensions of the cavity-type defect. For this purpose, a laboratory bench was created with a standard rail, the length of 1.19 m of the P-65 brand, in which free oscillations were excited using a shock impulse load. Measurements of natural oscillation frequencies of the rail were recorded on a 24-bit ADC and a specialized accelerometer ZETLAB BC110. To register the oscillations, a Doppler radar with a frequency of 10 GHz was used, which was installed at the focus of a parabolic mirror offset antenna with a 1.6-meter diameter. It was found that a “field” defect shifts the frequency mode of oscillation 750 Hz upwards. It is shown that the hole in the rail neck with a diameter of 10 mm makes a change in the frequency of about 14 Hz