仪器仪表学报

2014年10期

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半解析有限元法求解钢轨中超声导波频散曲线

许西宁;郭保青;余祖俊;史红梅;朱力强

钢轨中超声导波的频散曲线是采用超声导波技术进行无缝线路钢轨完整性检测的重要参考依据。通过传统的有限元模态分析方法,无法求解得到钢轨中超声导波完整的频散曲线,针对这一问题,采用了半解析有限元方法。求解时假设导波在钢轨中以简谐振动的方式传播,仅对钢轨的横截面采用三角形单元进行有限元网格划分,经理论推导得到超声导波在钢轨中传播的波动方程,通过求解特征方程,得到波数与频率的值,进而获取频率与相速度、群速度的关系,绘制出频散曲线。通过求解得到的特征向量还可以分析各导波模态的振动特性。实验结果表明,半解析有限元法求解得到的我国无缝线路CHN60钢轨的频散曲线与实际线路测试结果有很好的一致性。 (共7页)
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