1、隨著高速鐵路的快速發(fā)展，無縫鋼軌在鐵路上的應(yīng)用越來越廣泛，但是當(dāng)鋼軌實際溫度小于鎖定軌溫時，無縫鋼軌內(nèi)部產(chǎn)生巨大的拉應(yīng)力，極易發(fā)生斷軌。因此實時準(zhǔn)確的無縫線路斷軌與裂縫檢測是確保高速鐵路安全運營的重要技術(shù)手段。由于超聲導(dǎo)波具有方向性好、不受電氣及電磁干擾、傳播距離遠等優(yōu)點，基于超聲導(dǎo)波的無縫線路斷軌在線監(jiān)測技術(shù)受到越來越大的關(guān)注。目前超聲導(dǎo)波無縫線路斷軌監(jiān)測系統(tǒng)在設(shè)計時存在諸多問題，一方面，由于鋼軌過孔和距離對超聲導(dǎo)波衰減的影響，鐵路現(xiàn)

2、場安裝斷軌監(jiān)測系統(tǒng)時需要多次試驗確定斷軌檢測區(qū)間，安裝過程繁瑣;另一方面，由于溫度、應(yīng)力等誘因?qū)Τ晫?dǎo)波衰減的影響，現(xiàn)有的無縫線路斷軌監(jiān)測系統(tǒng)在運營過程中存在誤報率高的問題。因此，需要對超聲導(dǎo)波在鋼軌中的衰減特性進行研究，進而指導(dǎo)斷軌監(jiān)測系統(tǒng)的現(xiàn)場安裝并降低其誤報率。本文借助ANSYS仿真與現(xiàn)場實驗相結(jié)合分別研究超聲導(dǎo)波在完整鋼軌和缺陷鋼軌中的衰減特性，提出了超聲導(dǎo)波在鋼軌中傳播的幅值表達式，對于無縫線路斷軌在線監(jiān)測技術(shù)有重要意義。

3、r>　　首先針對超聲導(dǎo)波的仿真方法進行了研究。在ANSYS中建立了鋼軌有限元模型，并對仿真過程中的各項參數(shù)進行了設(shè)置，通過理論推導(dǎo)出ANSYS中鋼軌的Rayleigh阻尼，同時進行實驗對比分析，驗證了鋼軌Rayleigh阻尼的正確性。
　　其次使用控制變量法有規(guī)律地改變誘因條件，通過ANSYS仿真分析與現(xiàn)場實驗相結(jié)合分別研究了完整鋼軌中超聲導(dǎo)波衰減與溫度、距離、應(yīng)力的關(guān)系，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)場實驗結(jié)果與ANSYS仿真結(jié)果較為吻合，確定了超聲導(dǎo)

4、波衰減與各誘因間的定量關(guān)系。
　　緊接著研究了超聲導(dǎo)波在缺陷鋼軌中的衰減特性，得到了超聲導(dǎo)波衰減與鋼軌過孔的定量關(guān)系。通過現(xiàn)場實驗研究了缺陷鋼軌中超聲導(dǎo)波的反射規(guī)律，分析了發(fā)射與接收換能器分別位于軌頭、軌腰、軌底時，接收換能器是否可以接收到各孔的反射波，對接收信號進行處理計算出不同實驗條件下各孔的測量間距及誤差并進行比較。
　　最后總結(jié)了超聲導(dǎo)波在鋼軌中傳播的幅值表達式，并在北京市環(huán)形鐵路試驗線指導(dǎo)了無縫線路斷軌監(jiān)測系統(tǒng)的現(xiàn)