超声波检测钢轨伤损及定位研究
钢轨核伤的相控阵超声检测
钢轨是铁路轨道的重要组成部件，其主要功能为引导机车车辆的车轮前进，同时承载车轮的作用力并将力传递到轨枕上。
随着我国铁路向重载、高速以及高密度方向快速发展，钢轨在使用过程中表现出来的滚动接触疲劳损伤越来越频繁和严重。
核伤主要由钢轨滚动接触疲劳引起，是轨头踏面裂纹发展到一定深度或者轨面剥离掉块底部再次萌生裂纹到一定深度形成的，其中轨头横裂型核伤是危害性最大的损伤形式之一，已成为影响铁路运输安全的主要损伤。
钢轨核伤一般呈椭圆形，长短轴之比约为3∶2。
核伤面积与轨头横截面面积之比超过10%，钢轨的强度下降90%，容易引起突发性钢轨折断，严重影响铁路运输安全。
根据核伤所在位置不同可分为“白核”和“黑核”。
核伤在未发展到外表面时肉眼不可见，称“白核”；已扩展到外表面时，因氧化变为黑色，称“黑核”。
钢轨核伤断口外观如图1所示。
图1 钢轨核伤断口外观使用相控阵探头对轨头核伤进行检测，首先基于声束传播路径和核伤分布特点得到超声折射角，然后基于轨道截面几何形状和声束击打在轨颚上的最佳位置来确定探头偏斜角和探头距轨面中心线的偏移量。
最后，基于上述参数设计相控阵探头并用于核伤检测。
结果证明该技术可实现轨头区域的超声全覆盖检测。
理论分析1计算模型建立为分析声束传播路径，建立了钢轨三维模型，坐标系的原点设置在踏面中央（O），声波在轨鄂上的反射点为O1，反射后的二次波与踏面交于O2，探头偏斜角（探头轴线与x轴之间的夹角）为Φ，折射角为β，轨头高度为h，轨鄂与踏面之间的夹角为θ，探头入射点为A(0, p, 0)，p=0时表示探头在踏面中心线上。
钢轨三维模型如图2所示。
图2 钢轨三维模型根据几何关系可得二次波与钢轨侧面（或xOz平面）的夹角ξ为：探头相对钢轨中心的横向偏移量p与探头纵向偏斜角Φ及钢轨内部折射角β的关系为：式中：(y0, z0)为探测点的坐标；K=tanβ。
一次波与轨鄂交点O1(x01, y01, z01)及二次波与踏面交点O2(x02, y02, z02)的表达式为：2探头折射角的确定折射角β的选择主要从利于核伤反射的角度考虑。
浅谈超声波检测在钢轨探伤中的应用
浅谈超声波检测在钢轨探伤中的应用发布时间：2022-01-20T07:48:47.121Z 来源：《防护工程》2021年30期作者：杨昊楠[导读] 伤损产生后发展速度快,易造成钢轨折断等重大事故，严重影响铁路运输安全。
因此钢轨探伤检测工作,是保证铁路安全运营的基础工作之一。
呼和浩特铁路局集团公司包头工务段探伤车间内蒙古包头 014040摘要：随着我国经济水平腾飞，铁路发展也逐渐进入新篇章，为国民的出行带来便捷。
作者针对小型钢轨探伤仪在铁路线路维修检测中的应用进行了研究，浅谈了对超声波钢轨探伤技术，及其在铁路线路维修检测中的应用和重要性的一些认识。
关键词：钢轨探伤仪；超声波探伤；钢轨伤损随着我国铁路列车运行不断发展，运营里程不断延伸，运营速度不断提高，线路无缝化技术的大范围应用，钢轨伤损也随之增加。
列车在加速、制动和通过钢轨接头、焊缝、岔区、曲线等地段时,会加重对钢轨的冲击、挤压、摩擦、和弯曲作用；列车不断提速和轴重的增加,特别是在我国北方地区，冬季气温低，昼夜温差大，钢轨内部拉应力大，更是加快了钢轨伤损的发展速度。
在这些应力的作用下,钢轨非常容易产生疲劳性伤损。
伤损产生后发展速度快,易造成钢轨折断等重大事故，严重影响铁路运输安全。
因此钢轨探伤检测工作,是保证铁路安全运营的基础工作之一。
作为一名钢轨探伤工就要熟悉了解钢轨探伤仪器原理结构并熟练使用，全面掌握探伤的基础知识，把所学到的知识与实际情况相结合。
才能做到及时地发现并准确的判断钢轨伤损。
做到在钢轨探伤中不漏检，不误检。
一、钢轨无损检测：超声波探伤在目前钢轨探伤中普遍使用超声波探伤（UT）、涡流探伤（ET）、射线探伤(RT)、磁粉探伤(MT)、渗透探伤(PT)五种方法。
其中，超声波探伤是一种很重要的方法，有不可取代的优势。
超声波本质是一种机械波，靠振动在弹性介质内传播，振动频率一般高于20k赫兹（Hz）。
被检对象材质的不同，其工作频率也不同。
在进行无损检测时，超声波的工作频率为0.2～25MHz，最常用的频段为0.5～10MHz。
超声波检测在铁路铁轨探伤中的应用研究
超声波检测在铁路铁轨探伤中的应用研究随着铁路交通的不断发展和扩张，铁路铁轨的安全问题日益引起关注。
为了保障列车运行的安全和顺畅，超声波检测技术被广泛应用于铁路铁轨的探伤中。
本文将探讨超声波检测技术在铁路铁轨探伤中的应用研究，以及对铁路铁轨安全的重要意义。
一、超声波检测技术简介超声波检测技术是利用超声波在材料中传播特性和反射特性来检测材料内部缺陷或异常的一种无损检测方法。
该技术通过发射和接收超声波脉冲，根据超声波在材料中传播速度变化和反射特征来分析材料内部的缺陷情况。
其优势在于不需要破坏性地进行检测，能够精确、快速地发现材料的异常情况。
二、超声波检测在铁路铁轨中的应用1. 表面缺陷检测超声波检测技术可用于检测铁轨表面的裂纹、疲劳损伤等缺陷。
通过将超声波传感器沿着铁轨表面移动，可以实时监测表面的缺陷情况，并及时采取维修措施。
这种方法不仅能够有效检测铁轨表面的微小缺陷，还能够提前预警潜在的问题，防止事故的发生。
2. 轨道内部缺陷检测除了表面缺陷，超声波检测技术还可用于检测铁轨内部的缺陷，如腐蚀、空洞或结构松懈等。
通过将超声波传感器插入铁轨内部，可以检测轨道内部的异常情况，并及时修复或更换受损部分，确保铁轨的完整性和稳定性。
3. 轨距测量超声波检测技术还可用于测量铁路轨道的轨距。
通过发射超声波脉冲并接收其反射信号，根据信号的时间差来计算轨距的大小。
这种方法能够快速、准确地测量轨距，并及时调整轨道的位置，确保列车行驶的平稳性和安全性。
三、超声波检测技术的优势和意义超声波检测技术具有以下几个优势和意义：1. 无损检测：超声波检测技术无需破坏性地进行，能够准确、有效地发现铁路铁轨的异常情况，同时不会对铁轨的正常使用造成干扰。
2. 高精度：超声波检测技术能够对铁路铁轨进行精确的缺陷检测，能够发现微小的问题，防止问题进一步扩大。
3. 实时监测：超声波检测技术能够实时监测铁路铁轨的情况，可以及时采取维修或更换措施，确保铁路运营的安全和顺畅。
超声波技术在钢轨缺陷检测中的应用分析
超声波技术在钢轨缺陷检测中的应用分析摘要：随着铁路运输的快速发展，保证铁路运输的安全和可靠成为一个非常重要的问题。
而钢轨作为铁路运输的基础设施之一，其安全性和完整性对列车的行驶安全具有重要意义。
钢轨缺陷的检测是确保铁路运输安全的重要环节之一。
本文将介绍超声波技术在钢轨缺陷检测中的应用，包括原理和方法，并分析其优势和局限性。
1. 引言钢轨运输是一种高速、大负荷、长周期工作条件下的结构。
长期以来，钢轨缺陷检测一直是保障铁路运输安全的重要环节。
而超声波技术作为一种无损检测方法，已经在钢轨缺陷检测中得到广泛应用。
超声波技术通过对钢轨进行超声波的发射和接收，来检测钢轨内部的缺陷，并通过分析超声波信号的变化来判断钢轨的健康状况。
2. 超声波技术的原理超声波技术是将超声波在材料中的传播和反射特性进行观测和分析的一种方法。
超声波在传播过程中会遇到不同的材料界面，从而发生反射、折射等现象。
钢轨缺陷通常会引起超声波信号的发生改变，如振幅的变化、出现回波强度不均匀的情况等。
通过对超声波信号的变化进行分析，可以确定钢轨中的缺陷位置、尺寸和类型。
3. 超声波技术的方法超声波技术的方法可以分为传统方法和先进方法。
传统方法包括轴向传播法、轴向射线法、剪切传播法等。
这些方法主要通过观测超声波在钢轨中的传播速度和振幅变化来判断钢轨是否存在缺陷。
先进方法包括相控阵超声波检测技术、多向传播等。
这些方法通过对超声波的波形进行高精度测量和分析，可以更准确地确定缺陷并对其进行定位。
4. 超声波技术的优势超声波技术在钢轨缺陷检测中具有很多优势。
首先，超声波技术可以实现对钢轨内部的缺陷进行无损检测，不需要对钢轨进行拆卸或破坏性的检测。
其次，超声波技术对不同类型的缺陷都具有较好的检测能力，如裂纹、缺口、脱落等。
另外，超声波技术可以对钢轨进行全面、快速的检测，提高工作效率和准确性。
5. 超声波技术的局限性虽然超声波技术在钢轨缺陷检测中具有很多优势，但也存在一些局限性。
钢轨无损检测中的超声导波技术分析
钢轨无损检测中的超声导波技术分析摘要：无损检测(NDT)是一系列用于检测材料、结构以及部件中缺陷和不连续性的物理方法。
常规无损检测包括射线检测(RT)、超声检测(UT)、磁粉检测(MT)、渗透检测(PT)和涡流检测(ET)等五种检测方法。
相对来说，超声导波是一种新型的检测技术，广泛应用于检测金属管道的腐蚀情况。
关键词：钢轨；无损检测；超声导波技术引言在轨道交通大力发展的环境下，越来越多铁路轨道安全及运营维护问题也随之而来。
伴随着轨道交通的大范围服役，轨道病害问题不断出现。
尽管目前我国无砟轨道系统整体服役良好，但在列车循环往复动力及复杂环境条件的共同作用下，轨道结构在服役过程中也涌现出不同类型的病害，如若不及时发现处理，严重时会对轨道结构的安全服役造成极大隐患。
因此，研究提出针对轨道病害的识别与评价方法具有重要意义。
1超声导波技术检测时，首先向激励线圈通入大电流脉冲，产生交变磁场；激励线圈附近的铁磁性材料由于磁致伸缩效应受到交变应力作用，从而激励出超声脉冲。
当管道中存在缺陷时，会引起检测线圈的磁通量发生变化，检测线圈将磁通量变化转换为电压信号；通过测量检测线圈的感应电动势就可以测量反射回来的超声导波信号的时间和幅度，从而获取缺陷的位置和大小等信息。
2钢轨表面伤损的物理检测方法主要有涡流、漏磁、超声波、激光扫描、声发射等方法，此类伤损检测方法存在效率低、检测速度慢、分类精度低、成本高、受人为因素影响大等问题，不利于对钢轨表面伤损进行快速、准确的检测。
而基于深度学习的目标检测算法则具有检测精度高、速度快且智能化的特点，主要分为基于无区域提名和基于区域提名的两类目标检测算法。
其中，基于无区域提名目标检测算法主要以YOLO系列单击多盒检测器为主，该类算法将生成候选框和分类回归合并成一个网络中，降低了网络计算的复杂度，提高了目标检测速度，基于区域提名的目标检测算法对多目标检测或小目标检测的精确度较高，检测效果较为理想。
钢轨焊缝超声波探伤方法的研究与应用
钢轨焊缝超声波探伤方法的研究与应用发布时间：2021-10-23T19:31:26.383Z 来源：《基层建设》2021年第20期作者：单兵兵[导读] 摘要：高速铁路线路要求有着足够的平滑，但是因为铁路钢轨都是分段进行铺设的，钢轨之间出现较大的焊缝。
中国铁路北京局集团有限公司石家庄工务段河北石家庄 050091摘要：高速铁路线路要求有着足够的平滑，但是因为铁路钢轨都是分段进行铺设的，钢轨之间出现较大的焊缝。
钢轨的焊缝要比钢轨自身力学指标要低一个等级，所以钢轨焊缝的位置极易产生缺陷，提高断轨概率。
超声波的探伤主要是全新无损检测技术，经过对其合理应用可以找出钢轨焊缝缺陷问题，尽可能的保证其列车运行安全。
基于此本文主要从作者实际工作经验入手，分析钢轨焊缝超声波探伤方法，希望对有关从业人员带来帮助。
关键词：钢轨焊缝；超声波探伤技术；应用前言无缝线路的钢轨主要是因为消除钢轨衔接缝隙，所以能够提高列车的行驶舒适度、安全性，对其车轮、线路的维护成本进行降低，这就是高速铁路安全运行的关键基础。
在钢轨焊接过程中，因为焊接方法、材料和工艺方面的差异性，焊缝经常会出现一些缺陷问题，若是不对其缺陷及时检测，就会在后续使用过程中产生疲劳裂纹，致使钢轨的折断。
结合有关调查分析得知，近些年我国大约就有三分之二的断轨都是发生在焊缝、焊缝热影响区部位，还需要全面做好焊缝位置探伤处理，确定出其缺陷部位，及时采取合理措施进行防护。
1 超声波探伤技术的分析超声波的探伤技术主要是一种无损探伤方法，在不损坏其工件、原材料的状态下，对被检测工件表面、内部缺陷进行检测。
在使用超声波探伤的时候，依据其缺陷形状把缺陷进行划分为体积状的缺陷、平面缺陷。
体积状的缺陷主要是有夹杂、疏松、缩孔和过烧等的问题。
平面缺陷则是包含了灰斑、光斑、裂纹、未焊透和疲劳裂纹等。
焊缝体积状的缺陷更容易进行探测到，这些缺陷没有明显的方向性，经过射入超声波，遇到焊缝缺陷都会以不同形式的反射波，出现声波峰值，这就表示出缺陷存在着一定问题。
钢轨焊缝超声波探伤方法的研究与应用
钢轨焊缝超声波探伤方法的研究与应用李东侠;张大勇【摘要】This paper illustrates the methods of rail welding-seam detecting by using universal digital flaw detector in Harbin-Changchun Railway in recent years. It also amplifies the methods of flaw detecting in railheads, rail webs and rail bases from 4 aspects including detecting scanning, normal echo showing, defect echo showing, defect location and quantification. Besides, this paper also introduces the methods of flaw detecting in some special sections such as the damage in rail jaw, crescent damage in rail base and downward inclined damage in arc area between rail web and rail base etc. Practical flaw detecting indicates that using the universal digital flaw detectors to detect rail welding-seams not only can detect and scan welding seam and thermal effect effectively but also can cover the shortage of blind zones of the special flaw detectors which only are used for welding seam.%介绍哈(尔滨)长(春)线几年来采用数字式通用探伤仪进行钢轨焊缝探伤的方法,从探伤扫查、正常回波显示、缺陷回波显示、缺陷定位定量等4个方面详述了轨头、轨腰、轨底3个探伤区域的探伤方法,并介绍轨颚伤损、轨底月牙形伤损、轨腰与轨底圆弧区斜向下伤损等特殊部位的探伤方法.实际探伤作业表明,用数字式通用探伤仪进行钢轨焊缝探伤,能够有效地探伤扫查焊缝及热影响,弥补焊缝专用探伤仪存在盲区的不足.【期刊名称】《铁道标准设计》【年(卷),期】2012(000)012【总页数】4页(P27-30)【关键词】钢轨;焊缝;探伤;方法【作者】李东侠;张大勇【作者单位】吉林铁道职业技术学院,吉林 132001;沈阳铁路局长春工务段,长春130012【正文语种】中文【中图分类】U213.4+3近年来，在铁路发生的断轨事故中，有近2/3的断轨事故是发生在焊缝及热影响区部位，钢轨焊缝探伤已经引起探伤人员足够的重视。
钢轨特殊伤损检测研究
钢轨特殊伤损检测研究摘要：随着我国经济的发展，公共交通飞速发展，高铁和动车网络逐步成型，铁路已成为我国居民出行的主要交通工具。
尽管正线路段大部分已更换为60kg/m 无缝钢轨，但列车载荷的不断加大、运营时间的增长和不断提速致使钢轨工作环境愈加恶劣。
因此，铁路部门只能采取无损检测的手段加以防范，其中钢轨检测以超声波检测占主导，并已基本形成大小钢轨探伤车周期性检测钢轨母材，焊缝探伤仪重点检测各类焊缝的模式。
从铁路工务部门的防范重点来讲，道岔是整个无缝线路中的薄弱环节，而铝热焊又是这薄弱环节中的一个薄弱环节，因此，深入的研究如何利用超声波有效检测铝热焊是否存在缺陷，对于保障铁路运输安全具有重要意义。
关键词：钢轨；伤损；检测随着列车运营速度的提高，人们也越来越关心列车的安全运行问题。
很多铁路交通事故都是由于钢轨伤损造成的，因此，钢轨伤损检测方法的研究对列车的安全运行至关重要。
目前主要是通过轨道检测车来对钢轨的伤损进行检测，一般是每隔几个月对线路检测一次，并且每次检测都要占用线路，随着铁路的高速化，这种检测方式也有一定的局限性。
对钢轨特殊伤损的检测方法进行工艺研究，采用新工艺相控阵超声对钢轨伤损进行检测，解决现场伤损判定难的问题，包括钢轨轨头部鱼鳞伤下核伤、轨底三角区伤损和焊缝中气孔的判断。
通过相控阵的成像和常规通用探伤仪伤损回波显示进行对比，提供了先进、省时的钢轨探伤实际操作技术。
一、慨述钢轨铝热焊发展至今已有近百年历史，其中德国和法国是目前世界上铝热焊成套技术发展最为成熟的代表，两者在 20 世纪中后期先后研发出满足现场使用的焊接机具和焊接材料。
对铁路行业，作为被检对象的钢轨铺设范围如此之广，延伸距离如此之长，环境情况复杂，在考虑成本及可靠性的前提下，超声波检测成为钢轨检测的首选。
目前，国内外基于超声波检测的研究在钢轨检测中占主导地位，从国内关于超声波检测技术的研究来看，绝大多数集中于如何提高超声波探伤仪各项性能指标。
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分类号：TB553 单位代码：10110学号：S2*******中北大学硕士学位论文超声波检测钢轨伤损及定位研究硕士研究生李文超指导教师苏新彦副教授学科专业信号与信息处理2013年 4月 10 日图书分类号 TB553 密级非密UDC注 1硕士学位论文超声波检测钢轨伤损及定位研究李文超指导教师（姓名、职称）苏新彦副教授申请学位级别工学硕士专业名称信号与信息处理论文提交日期 2013 年 4 月 10 日论文答辩日期 2013 年 5 月 30 日学位授予日期年月日论文评阅人李铁鹰张丕状答辩委员会主席张文梅2012年 6 月 7 日注1：注明《国际十进分类法UDC》的分类原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在指导教师的指导下，独立进行研究所取得的成果。
除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。
对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本声明的法律责任由本人承担。
论文作者签名：日期：关于学位论文使用权的说明本人完全了解中北大学有关保管、使用学位论文的规定，其中包括：①学校有权保管、并向有关部门送交学位论文的原件与复印件；②学校可以采用影印、缩印或其它复制手段复制并保存学位论文；③学校可允许学位论文被查阅或借阅；④学校可以学术交流为目的，复制赠送和交换学位论文；⑤学校可以公布学位论文的全部或部分内容（保密学位论文在解密后遵守此规定）。
签名：日期：导师签名：日期：超声波检测钢轨伤损及定位研究摘要在我国的交通运输系统中，铁路运输一直占据着重要的地位，钢轨在长期运行过程中难免出现各种损伤，严重威胁着列车的安全，在检测钢轨伤损中，超声探伤技术是应用最为广泛的方法之一。
随着超声波检测诊断技术和检测方法迅速的发展，超声探伤技术在铁路领域得到重要的应用。
本文在分析超声波的特征值、介质的声参量及超声波在介质中的特性基础上，利用超声波脉冲反射法基本理论，设计了超声波检测钢轨伤损及定位系统。
该系统以高性能单片机为控制核心、采用五通道高速采集卡进行数据采集，搭建了无损检测硬件系统平台。
本系统经过选取合适的探头，设计了单片机为核心的控制模块及超声波发射电路和超声波接收电路；用高速采集卡实现了对信号的五通道高速采集。
以VC6.0++为编程工具，Matlab为分析工具，完成了整套系统软件编程及调试的工作。
最后利用小波变换将采集的回波信号进行降噪处理，能够对伤波信号增强和提取，实现了对钢轨伤损判定和定位。
通过大量的实验表明：本文设计的超声波探伤系统对钢轨伤损判定和定位取得了理想的效果。
在论文的最后做了总结，并且对超声波检测钢轨伤损的进一步的研究提出建议。
关键词：无损检测；超声检测；数据采集；小波变换Research on ultrasonic testing of rail defects and positioningAbstractIn our country’s transport system, rail transport has been played an important role in the system, but the rail will inevitably lead to a variety of injuries in the long-running process, and this will influence the safety of train. Ultrasonic flaw detection is one of the most commonly methods in rail detection testing. With the development of ultrasonic testing diagnostic techniques and detection methods, ultrasonic flaw detection technology has been importantly used in the railway field.This paper analyzed ultrasonic eigenvalues, acoustic parameter of medium and ultrasonic properties of the medium. Basised on all of these, then according to the basic principle of the ultrasonic pulse reflection, it designed ultrasonic rail failure detection and location system. It used high performance processor as its control core unit, and used high-speed acquisition card as the acquisition of data. All of these constitute five-channel ultrasonic non-destructive testing hardware platform.The system selected the appropriate probes,designed the control module which used microcontroller as its core and the circuit of ultrasonic transmitter and receiver; Using high-speed acquisition card achieved a five-channel high speed signal acquisition. The paper identified in VC++6.0 for the programming tools, Matlab for analysis tools in order to achieve the positioning of rail defects, and it completed the Ultrasonic flaw detection system of software programming and software testing. Finally it used wavelet transform effectively remove the noise of collected echo signal, it achieve the enhancement of wound-wave signal and extraction, and it realized the determination and positioning of rail defects.A lot of experiments showed that: in this paper, the design of the ultrasonic flaw detection system can locate and test the rail defects. In the end of the paper，it made a concluding and suggested for further work.Keywords: Non-destructive testing; Ultrasonic testing; Data acquisition;Wavelet transform目录第一章绪论1.1课题选题背景及研究意义 (1)1.2 国内外的研究现状 (2)1.3 论文的主要工作 (4)第二章超声波探伤的基本原理2.1 超声场的特征值和介质的声参量 (6)2.1.1 超声场的特征值 (6)2.1.2 介质的声参量 (8)2.2超声波在介质中的特性 (9)2.2.1垂直入射到平界面上 (10)2.2.2 倾斜入射到平界面上 (11)2.3 超声波的检测 (13)2.4 超声信号采集原理 (15)2.5伤损回波特性分析 (16)2.5.1伤损的定量 (17)2.5.2伤损的定位 (18)2.6 本章小结 (20)第三章超声探伤硬件系统3.1超声波探伤硬件系统概述 (21)3.2超声探头 (23)3.2.1探测频率 (24)3.2.2探头晶片尺寸 (25)3.2.3探头类型 (25)3.2.4探头耦合剂 (26)3.3超声波发射电路 (26)3.3.1脉冲式超声波发射原理 (26)3.3.2发射电路与控制系统的隔离 (27)3.4超声波接收电路 (28)3.4.1超声波接收的隔离电路 (28)3.4.2前置放大电路 (30)3.4.3带通滤波电路 (31)3.4.4增益可控放大电路 (33)3.4.5数据采集电路 (34)3.5 C8051F340控制模块 (35)3.6 C8051F340与上位机的通讯 (36)3.7 本章小结 (38)第四章超声波软件设计4.1理论说明 (39)4.1.1面向对象编程 (39)4.1.2数据库技术 (39)4.2小波变换 (40)4.3上位机软件设计 (46)4.3.1软件的程序流程 (48)4.4回波显示及伤损定位 (49)4.5数据分析 (51)4.6本章小结 (52)第五章总结与展望5.1总结 (53)5.2 展望 (54)参考文献攻读硕士学位期间发表的论文致谢第一章绪论1.1课题选题背景及研究意义近几年，铁路发展迅速，尤其是高铁和地铁的迅猛发展，给国民的生活带来了极大的方便，长期以来铁路运输是国民经济的大动脉，铁路安全对于社会经济建设的各个方面有着举足轻重的作用，列车的安全运行就是铁路运输首先要保证的。
铁路钢轨在使用过程中，由于自然因素以及列车载荷的作用，会使轨道表面及内部产生各种各样的损伤，对列车运行的安全构成威胁。
在铁路上，由于长时间工作，钢轨会产生擦伤、剥离及内部皱褶等伤损，长此以往会对列车的轮、轴承等造成了极大损害[1]。
当车轮在有伤损的轨道上运动时，周期性地冲击会引起整个车辆、轨道系统的藕合振动，这样不仅会缩短列车各个部件的使用寿命，而且是造成车辆颠覆、燃轴、切轴的重要原因[2-5]，故而在铁路运输系统中，钢轨的检测与保养是保证铁路运输安全的重要手段。
在国家形形色色的运输体系内，铁路体系一直处在举足轻重的地位，所以确保铁路的安全是十分关键的。
在铁路运输的过程中，钢轨是运输体系的根基，起到支撑并且引导列车的作用，列车在钢轨上摩擦，撞击等运动中，钢轨承受着作用力并且将其传布于轨枕和扣件。