一种基于表面磁记忆信号的无缝铁轨内部温度应力早期诊断方法技术

本发明专利技术属于高速铁路无缝线路轨道稳定性的检测和评估领域，具体涉及一种基于表面磁记忆信号的无缝铁轨内部温度应力早期诊断方法。包括提出一种铁路现场测量方案对无缝铁轨内部在不同程度温度应力积累下表面金属磁记忆信号进行采集；对各帧磁记忆信号进行时域特征分析并进行主元分析PCA特征选优；利用傅立叶变换以及功率谱分析确定小波分解层数；最大小波能量‑香农熵比值确定小波基；对信号进行小波包分解并提取其子频带能量信息作为磁记忆信号频域特征；结合时频域特征，利用机器学习算法建立数据模型并对铁路内部温度应力积累程度进行诊断。本发明专利技术能够快速判断无缝线路内部应力累积程度，实现铁轨损伤的早期预防，减少事故的发生，具有实际的工程应用价值。

An early diagnosis method for internal temperature stress of seamless rail based on surface magnetic memory signal

【技术实现步骤摘要】
一种基于表面磁记忆信号的无缝铁轨内部温度应力早期诊断方法
本专利技术属于高速铁路无缝线路轨道稳定性的检测和评估领域,具体涉及一种基于表面磁记忆信号的无缝铁轨内部温度应力早期诊断方法。
技术介绍
我国铁路事业飞速发展，无缝铁轨被广泛的应用在高速铁路建设中，其特点是每段轨之间以焊接形式连接，因此因气温变化时铁轨的热胀冷缩被限制，其内部往往会积累巨大的温度应力，加上高速行驶的列车碾压造成的残余应力，如果不能及时处理，当应力累积到一定程度时，铁轨易发生扭曲甚至断裂，因此，对无缝线路内部应力积累情况的快速早期评估具有现实意义。金属磁记忆技术是新兴的唯一被动无损检测方法，其原理可以简明阐述为铁磁性工件受工作载荷和地磁场的共同作用，在应力和变形集中区域会发生磁致伸缩性质的磁畴组织定向、不可逆的重新取向，形成漏磁场，其区别于其他无损检测手段最主要的方面是其不仅能检测出铁磁构件宏观缺陷，同时也能反映工件内部应力集中及早期损伤。自1999年俄国学者DOUBV将此技术在中国提出后，国内大量学者做了很多磁记忆机理及应用方面的研究，但大都针对工件或工业设本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于表面磁记忆信号的无缝铁轨内部温度应力早期诊断方法，其特征是，包括以下步骤：/n步骤1：对不同温度应力下法线方向上的磁记忆信号进行采集；/n步骤2：对步骤1所得的磁记忆信号进行时域分析并进行主元分析(PCA)优选，得到时域特征向量；/n步骤3：对步骤1所得的磁记忆信号进行频域分析，得到频域特征向量；/n步骤4：将步骤2与步骤3中得到的时域和频域特征向量汇总得到最终特征向量；/n步骤5：将步骤4中提取的各最终特征向量建立训练集，并训练预测模型；/n步骤6：将需要诊断的检测数据输入步骤5中得到的预测模型中，生成检测结果。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于表面磁记忆信号的无缝铁轨内部温度应力早期诊断方法，其特征是，包括以下步骤：
步骤1：对不同温度应力下法线方向上的磁记忆信号进行采集；
步骤2：对步骤1所得的磁记忆信号进行时域分析并进行主元分析(PCA)优选，得到时域特征向量；
步骤3：对步骤1所得的磁记忆信号进行频域分析，得到频域特征向量；
步骤4：将步骤2与步骤3中得到的时域和频域特征向量汇总得到最终特征向量；
步骤5：将步骤4中提取的各最终特征向量建立训练集，并训练预测模型；
步骤6：将需要诊断的检测数据输入步骤5中得到的预测模型中，生成检测结果。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤1包括：
在需要测量的无缝线路段每隔一段距离进行标记，采集各标记点轨腰处内部温度应力值(单位Mpa)及该点前后0.5m范围内法线方向磁记忆信号为一帧数据(单位：A/mm)。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤2包括：
求出步骤1得到的不同应力下,各帧数据x＝{x1,x2,...,xN}时域统计量，包括：“均方根RMS”、“极差pd”、“偏度ske”、“峰度Ku”、“峭度kur”、“整流平均值av”、“方差va”及“标准差st”，初步得到时域特征向量：T＝[RMS,pd,sk...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈娟，黄顺昊，杨巧宁，
申请(专利权)人：北京化工大学，
类型：发明
国别省市：北京;11