一种基于LED和线激光的钢轨表面缺陷检测系统

提出了一种二维视觉和三维视觉相结合的钢轨表面缺陷检测方法。钢轨踏面分别在LED板光源和激光线光源的照射下,由两台面阵相机单独采集图像。扫描钢轨表面并把图像传送回主机,通过特征提取和图像处理,分别获取表面缺陷的大小和形状,以及缺陷的深度信息。实现了视频和激光检测的融合与互补。实验表明,与单独使用可见光图像识别,或者单独使用线激光检测相比,系统检测效果更好。     

基于线型激光的热轧带钢表面在线检测系统

针对基于面阵CCD摄像机的热轧带钢表面缺陷检测系统所存在的问题,提出采用线阵CCD摄像机作为热轧带钢的表面图像采集装置,将激光线光源作为照明光源,解决了高温环境下的远距离均匀照明问题.采用这种图像采集方式可以使系统的精度达到0.5mm以上.针对热轧带钢表面存在的氧化铁皮、水及光照不均等问题,提出了对于不同缺陷类型建立单独的缺陷检测算法的思想.目前已经建立了纵裂与边裂的检测算法,对这两类缺陷的检出率达95%以上.     

论北京地铁房山线小半径曲线钢轨磨耗的原因及预防

地铁运行路线小半径曲线较多,导致钢轨磨耗严重,不仅影响机车运行的稳定性和舒适性,甚至在极端情况下会造成机车脱轨,严重威胁人民群众的生命和财产安全.本文以北京地铁房山线良乡大学城小半径曲线为研究对象,着重探讨钢轨磨耗形成的原因及相应的预防和整治措施,以提高钢轨使用寿命,降低运营维护成本.     

基于计算机视觉的钢轨磨耗自动测量技术的研究

在各种决定钢轨伤损的参数中,钢轨头部的磨耗值是最主要的参数之一.钢轨磨耗是否超限直接决定钢轨是否需要更换或打磨,因此,精确快速地测量出磨耗值对于钢轨的维护及行车安全是非常重要的.本文讨论了光取断面法在钢轨磨耗的自动测量系统中的应用,全面地阐述了系统的工作原理及解决方案.实践证明:本系统具有实时测量、速度快、精度高等特点.     

西南山区重载铁路钢轨磨耗探讨

本文概述了西南重载线路钢轨磨耗情况,根据测量数据,分析了钢轨磨耗的成因,针对不同的钢轨伤损,提出了相应的整治措施.     

考虑轨道几何不平顺的钢轨裂纹萌生与磨耗共存预测

在钢轨裂纹萌生和磨耗发展共存预测方法的基础上,考虑了轨道几何不平顺对轮轨接触位置分布、磨耗和疲劳损伤的影响,引入轮轨接触点在钢轨上的分布概率,分散了钢轨的磨耗和疲劳累积.分析结果表明:考虑轨道几何不平顺的情况下,轮轨接触点的分布范围和概率随着磨耗和型面变化而变化,钢轨表面磨耗和内部疲劳损伤分布范围均加宽,而损伤速率降低.预测得到800 m曲线半径外轨在裂纹萌生前的平均磨耗发展率为3.813 1μm·万次~(-1),相较未考虑不平顺的结果降低了15.92%.裂纹萌生寿命预测结果为318 292次,相较未考虑不平顺的预测结果增大了14.66%.裂纹萌生点的位置比未考虑不平顺时略远离钢轨中心.     

U75V热处理钢轨滚动接触疲劳裂纹和磨耗试验

对U75V热处理钢轨进行不同通过总重时的表面观测、取样、磨耗测量、实验室疲劳裂纹长度与深度显微照相以及断面硬度测量,分析钢轨的轨距角滚动接触疲劳裂纹、磨耗和硬度的关系.研究发现,轨距角疲劳裂纹的发展包括裂纹快速萌生和扩展、裂纹-磨耗共存和发展、磨耗控制裂纹三个阶段.轨距角的裂纹向钢轨内部扩展,裂纹与钢轨纵向水平线呈10.8°~29.4°.硬化层硬度在340~360 HB及以上时,磨耗发展率小于0.015mm·Mt-1,而疲劳裂纹萌生扩展较快,应考虑钢轨上道后至通过总重5~10 Mt期间实施新轨预打磨、通过总重30~60 Mt时实施预防性打磨,以平衡磨耗与裂纹的关系.同时,U75V热处理钢轨具有340~360HB及以上硬度的硬化层厚度应大于10mm.     

钢轨波浪磨耗成因的研究

本文从动力学角度出发,对钢轨产生波浪形磨耗的原因提出一个新的论点:即轮对在钢轨上的潜跳.并导出了潜跳时的冲量、潜跳时的波长及潜跳高度的计算公式.最后提出了防止或减缓钢轨波浪磨耗的措施.     

城市轨道交通钢轨波浪形磨耗检测仿真研究

城市轨道交通钢轨波浪形磨耗会增加养护维修费用,降低乘车舒适度,引起噪声,甚至危及列车安全.为了检测钢轨波浪形磨耗,提出了一种基于运营车辆转向架加速度的钢轨波磨检测技术.利用SIMPACK多体动力学软件建立含有波磨病害的车辆-轨道模型,采集该状态下的车辆转向架加速度数据,应用经典的时频域分析、小波分析及希尔伯特黄变换分别对基于波磨病害的转向架加速度信号进行分析并提取出时频特征进行病害识别.仿真结果表明:利用连续小波分析提取的频域特性及经验模态分解(Empirical Mode Decomposition,EMD)得到的特征振动模态可用于波磨病害的检测和识别,从而验证了利用SIMPACK仿真模型进行钢轨波磨检测的可行性.     

基于线光源焊缝加强高的视觉检测

针对铝合金MIG焊接过程中焊缝加强高检测的难题,提出一种基于线光源的视觉检测方法.通过CCD视觉系统获取45°条形激光从正上方对焊缝照射所形成的正面投影信息,采用基于线光源视觉提取的方法,获得焊缝加强高曲线对焊缝加强高的检测.对实际测得的焊缝加强高与用视觉提取算法获得的焊缝加强高数据进行对比,二者的误差平均值约为0.02 mm,达到工业标准要求,证明基于线光源焊缝加强高视觉检测方法作为铝合金MIG焊焊缝加强高检测是可行的.     

磁性薄膜磁畴图像的傅里叶光谱

提出一种快速估测大面积磁性薄膜磁畴结构的方法──傅里叶光谱分析法．利用偏振光透射半透明磁性薄膜产生的法拉第旋转效应,让穿过磁性薄膜后具有不同偏振面的光再经过检偏器,调整检偏器的晶轴方向使之与某一部分光的偏振面垂直,于是一部分偏振光消光,而另一部能够通过,在足够远处便得到了代表磁性薄膜畴结构的衍射光谱,这种方法可用于磁性薄膜畴参数估计及磁性薄膜畴壁动态特性研究．     

利用计算全息光栅产生的涡旋光测量物体变形

利用计算全息(CGH)光栅产生的涡旋光束拉盖尔-高斯(LG)光束进行离面位移测量。基于二元叉形光栅产生LG光束的理论,将产生的LG光束作为参考光,加入一束平面光作为物光,设计了离面变形测量实验方案。利用物光和参考光的干涉进行物体变形测量,推导出物体变形前和变形后的干涉光强公式。通过数值计算,分析了利用LG光束进行变形测量的原理。数值模拟实验结果与理论结果基本一致,表明利用CGH叉形光栅产生的高纯度的LG光束可以进行物体变形测量。     

自参考像面全息图

提出了一种新的全息记录方法，记录系统是同轴全息系统，而生现结果体现了离轴全息图的特性。该记录系统仅需一束激光，记录过程不需特定的防震装置。参考光来自物光本身，用透镜将物体成像在记录干板平面，因此称之为自参考像面全息图。利用该方法可以重构清晰的三维立体像，而且可利用非相干光记录和再现。本给出了理论分析，实验参数和实验结果。     

一种等效的三边形杆件单元

基于有限元思想,根据三节点三角形单元与三角形平面杆件单元在受到同样荷载列向量的条件下位移等效原则,构造出一种更为简单适用的等效三角形杆件单元,使二维结构用一维单元进行分析.由于单元的推导不是根据微元体单元应力、应变等效,而是从节点位移等效的这一思路出发,使得本研究单元较以前的等效铰结桁架单元可以满足结构有限元划分单元时对矩形单元的要求.同时截面计算公式中包含了泊松比这一体现材料特性的参数,因而公式更加具有普遍意义.运用本研究方法对钢筋混凝土简支梁及悬臂梁进行计算分析,并将其计算结果与ANSYS计算结果进行比较.研究结果表明,本研究所推导的等效三边形杆件单元计算精度良好,计算结果可靠,可以满足工程应用需要.     

用像面全息时间平均法测量膜振动的研究

提出了一种新的测量膜振动的光学方法——像面全息时间平均法．得到了不同谐振频率激励下膜振动的干涉图样和轴对称振动模式，并对300Hz激励下膜面的振幅分布情况进行了分析．结果表明，该方法可以减小检测时反射波的影响，增强物光强度，提高干涉图样的对比度，而且可以在白光下再现振动物体的像。     

平面刚架横向振动模态分析新方法探讨

研究的主要目的是探讨分析平面刚架在其平面内的弯曲振动模态新方法 ,并提出弹性支承梁法 还试图将其分析的结果同目前流行的一些近似方法 ,如集中质量法、矩阵位移法、模态综合法等进行比较 为此 ,首先推导了弹性支承梁横向自由振动模态的特征方程 ,其推导方法与一般著作上对刚性支承梁的模态分析方法类似 对于刚架的模态分析 ,笔者提出了弹性支承梁方法 ,即取刚架的一部分单元为弹性支承梁 ,而其动刚度系数是其他部分对它的影响 利用动刚度系数相等从而建立起刚架的特征方程 ,进而求出刚架的各阶模态 算例表明 :提出的弹性支承梁方法应用于平面刚架的弯曲振动模态分析取得了较好的结果 将文中提出的弹性支承梁法与准确的有限梁方法和上述几种近似方法作了对比分析 ,表明弹性支承梁法具有准确、简便和计算范围宽的优点     

一种测量透明薄膜折射率的方法

用一个三棱镜把光耦合到被测量透明薄膜上;由另一个三棱镜把光耦合出来。当光束在与被测量薄膜的界面刚好发生全反射,由棱镜２耦合出的光突然消失。这时光束进入被测量薄膜的入射角为临界角。测出入射棱镜的入射角,从而求出该薄膜相对不论的临界角,由此而求出该透明薄膜的折射率。     

一种新的低成本微电子机械系统微针加工方法

提出了一种新的空心微针阵列加工方法，利用三次同步辐射曝光和显影过程来加工微针．通过无掩膜曝光实现显影腐蚀的侧向扩展，从而获得微针的尖部形状；为克服因同步辐射光源的光束为近似椭圆高斯分布所造成的微针呈椭圆形及微针在各个方向上的强度不均匀问题，采用正交两次曝光方法来补偿同步辐射光源的光束分布不均匀性．这种方法工艺过程非常简单，并且无需任何特殊装置．文中所有实验是在日本立命馆大学的超导压缩存储环同步辐射光源AURORA的第13条线上完成的．实验结果表明，利用这种新方法可以非常方便地加工出高质量的空心微针，实现微针阵列的低成本、批量化制造．     

光束通过棱镜的变换矩阵

利用光束斜入射到界面的变换矩阵，推导光束通过棱镜时在子午面和弧矢面的变换矩阵，并得出光束通过棱镜时所产生的像散与光束入射的位置、入射角及棱镜顶角相关的结论。     

一种非接触式结构面产状测量技术原理和数学处理方法

针对传统机械式罗盘接触式测量的应用缺陷,基于激光或红外测距仪测距功能,提出了一种非接触式结构面产状测量方法,阐述了其测量技术原理和数学处理方法,提供了非接触式电子罗盘开发设想.以测距仪安置点为原点,以磁北方向为x轴正方向,建立右手空间笛卡尔直角坐标系;旋转测距仪使测量光束射至待测结构面的3个非共线点,分别记录每支测量光束的垂直旋转角、水平旋转角及测量距离;利用空间向量和几何投影关系定量描述待测结构面倾斜状态,计算出结构面的倾角、倾向和走向.新技术可以实现远距离或难以接触的结构面产状测量,可以有效避免矿物磁性对测量产生的误差,有力地推动了结构面产状测量技术向自动化、数字化方向发展.