[发明专利]一种钢轨疲劳微裂纹识别方法及装置

权利要求书

1.一种钢轨疲劳微裂纹识别方法，其特征在于，包括：

向待测钢轨内施加第一信号，所述第一信号为高频兰姆波信号；

向待测钢轨内施加第二信号，所述第二信号为与第一信号相同的高频兰姆波信号以及低频振动信号的混合信号；

获取第一信号的接收信号作为第一接收信号；

获取第二信号的接收信号作为第二接收信号；

利用变分模式分解算法(Variational Mode Decomposition,VMD)分别对第一接收信号和第二接收信号进行模式分解；

通过希尔伯特变换(Hilbert Transform,HT)分别获取完成模式分解后第一接收信号和第二接收信号的时频谱；

利用第一接收信号的时频谱和第二接收信号的时频谱完成对待测钢轨上疲劳微裂纹的检测、定量和定位。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向待测钢轨内施加第二信号，包括：

向待测钢轨内施加低频振动信号；

判断低频振动信号是否形成稳定振动声场，

如果是，继续向待测钢轨内施加低频振动信号，同时，向待测钢轨内施加与第一信号相同的高频兰姆波信号，将二者的混合信号作为第二信号。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用第一接收信号的时频谱和第二接收信号的时频谱完成对待测钢轨上疲劳微裂纹的检测、定量和定位，包括：

将第一接收信号的时频谱与第二接收信号的时频谱进行相减处理，得到差信号时频谱；

利用高通滤波器滤除差信号时频谱中的低频振动信号，得到损伤辨识信号的时频谱；

判断损伤辨识信号时频谱中是否含有调制边频成分，所述调制边频成分为第二信号经过疲劳微裂纹时产生的损伤调制信号反映在时频谱上的频率成分，

如果是，确定待测钢轨内部含有疲劳微裂纹。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述判断损伤辨识信号中是否含有调制边频成分，包括：

计算损伤辨识信号时频谱中的极大值点；

判断损伤辨识信号时频谱中叠加频率预设范围内是否出现幅值大于0.1的极大值点对，所述叠加频率为所述高频超声频率与所述低频振动频率的整数倍之和，或者，所述高频超声频率与所述低频振动频率的整数倍之差，

如果是，确定损伤辨识信号中含有调制边频成分。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向待测钢轨内施加第二信号，包括：

向待测钢轨内施加第三信号，所述第三信号为低频振动信号；

获取第三信号的接收信号作为第三接收信号；

判断第三信号是否在待测钢轨内形成稳定振动声场，

如果是，继续向待测钢轨内施加第三信号，同时，向待测钢轨内施加与第一信号相同的高频兰姆波信号，将第三信号与高频兰姆波信号的混合信号作为第二信号。