[发明专利]测试钢轨残余应力的电阻应变片转接装置及测试方法

说明书

技术领域

本发明涉及应力测量技术领域，具体涉及一种测试钢轨残余应力的电阻应变片转接装置及测试方法。

背景技术

残余应力对钢轨使用性能尤其是疲劳性能有很大影响。当钢轨存在较大的残余应力时，在使用过程中容易出现钢轨的失稳断裂，直接影响铁路运输的安全。在《TB/T 2344-201243kg/m～75kg/m钢轨订货技术条件》中明确要求轨底纵向拉应力不得大于250MPa。因此，需要对钢轨进行残余应力测试。

钢轨残余应力测试通常采用贴应变片法对钢轨内残余应力进行测量。传统的贴应变片法是取1米长的钢轨实物，在钢轨中部贴电阻应变片，通过直接焊接的方式把电阻应变片上极细的导电丝与导线焊接在一起，再将导线与应变测试仪连接，测量初始应变。然后将极细的导电丝与导线焊离，将贴片部分钢轨用锯床锯切下来，再次直接焊接极细导电丝与导线，测量锯切后应变，从而测量出残余应力值。根据实际情况可能需要对钢轨断面上的多个点进行残余应力测试，如轨底中心点，轨头中心点，轨腰及各圆弧过度区域。传统的贴应变片法在测试点较多时需要反复焊接和焊离导电丝，非常容易造成电阻应变片损坏，电阻应变片短路，导电丝脱断，导致试样浪费，还会影响到测试结果的准确性和有效性。

因此，需要一种试验中不需要反复焊接和焊离贴应变片导电丝，电阻应变片不会发生短路，导致试样浪费，钢轨残余应力值符合钢轨轧制规律的测试钢轨残余应力的电阻应变片转接装置及测试方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种测试中不需要反复焊接和焊离贴应变片导电丝的测试钢轨残余应力的电阻应变片转接装置，从而进一步提高试样利用效率，提高测试结果的准确性和有效性。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

测试钢轨残余应力的电阻应变片转接装置,包括转接板、转接柱，转接柱为直径0.3～0.8mm、长度8～15mm的铜丝段；转接板为中间部位设置有绝缘区的导电基板，绝缘区将导电基板绝缘分隔成第一导电区和第二导电区，转接板的长度为7～15mm、宽度为4～8mm；转接柱包括对应焊接在第一导电区和第二导电区上的第一转接柱和第二转接柱。

作为本发明的测试钢轨残余应力的电阻应变片转接装置的进一步改进，第一转接柱和第 二转接柱均为L型，第一转接柱和第二转接柱的一边对应贴附焊接在第一导电区和第二导电区上，另一边沿着第一导电区和第二导电区轴线的方向对应延伸出第一导电区和第二导电区。

本发明还要解决的技术问题是提供一种测试中不需要反复焊接和焊离贴应变片导电丝的测试钢轨残余应力的测试方法，从而进一步提高试样利用效率，提高测试结果的准确性和有效性。

本发明解决技术问题所采用的技术方案是：

测试钢轨残余应力的测试方法，包括以下步骤：

步骤1、制作测试样品：从试样钢轨中间部位截取0.8～1.0m长度的钢轨区域作为钢轨试样，在钢轨试样的中部横截面上选取多个测试点，将测试点区域打磨光滑，清洗测试点区域并晾干；

步骤2、制作电阻应变片转接装置：选取长度为7～15mm，宽度为4～8mm的导电基板，在导电基板的中部区域沿宽度方向去除导电基板上的导电层形成绝缘区，绝缘区将导电基板绝缘分隔成第一导电区和第二导电区，设置有绝缘区的导电基板即为转接板；选取两根直径为0.3～0.8mm，长度为8～15mm的铜丝段，将它们分别弯成L型的第一转接柱和第二转接柱；将第一转接柱和第二转接柱对应焊接在第一导电区和第二导电区上构成电阻应变片转接装置；

步骤3、设置电阻应变片及电阻应变片转接装置：将电阻应变片贴附在打磨清洗后的测试点区域，用粘附剂加以固定；顺着电阻应变片导电丝的方向的钢轨试样上设置电阻应变片转接装置并用粘附剂加以固定；电阻应变片的两端电阻应变片导电丝分别焊接在第一导电区和第二导电区上构成转接电阻应变片；

步骤4、测量测试点钢轨试样的初始应变：将应变测试仪导线分别焊接在第一转接柱和第二转接柱上，通过应变测试仪测出钢轨试样的初始应变值，并将该值清零；

步骤5、测量钢轨切锯后测试点的应变：将应变测试仪导线焊离第一转接柱和第二转接柱，用锯床将贴有电阻应变片和转接装置的钢轨区域从钢轨试样上锯切下来，锯切下的样块厚度为20～30mm；将样块清理干净后，将应变测试仪导线分别焊接在第一转接柱和第二转接柱上，通过应变测试仪测出此时的应变值，待该数值稳定后记录；

步骤6、计算测试点钢轨的残余应力值：将通过应变测试仪测出的应变值进行处理，得到测试点钢轨的残余应力值。