钢轨中导波传播模式的半解析有限元分析与实验测量

来源：机械工程学报杂志2015年第6期北京时间：

作者：卢超, 杨雪娟, 戴翔, 常俊杰

单位：南昌航空大学无损检测技术教育部重点实验室 南昌 330063

摘要：导波传播模式分析是钢轨长距离导波检测和振动噪声控制的基础。钢轨中的导波传播模式可以通过波数频率关系和对应的结构形变来有效识别。应用半解析有限元法(Semi-analytical finite element method，SAFE)，基于虚功原理构建导波在任意截面弹性波导中传播的控制方程，求解弹性波导中导波传播的频散曲线和结构形变。应用该方法求解0～8 kHz频率范围自由状态CHN60型钢轨中导波传播的波数频散关系和结构形变，并讨论8个基本传播模式的特点。采用模态力锤及多传 感器测量钢轨截面形变的模态分析试验方法得到钢轨横向和垂直振动模态导波的波数-频率系数，数值分析与试验结果相符合。

关键词：半解析有限元法,导波,钢轨,模式分析,频散曲线,试验测量；

基金资助：国家自然科学基金(51265044，11374134)和江西省自然科学基金 (20114BAB202008)资助项目。