武 兴，缪建成，廖韦韬，郑 凯，王海龙

(1.江苏省特种设备安全监督检验研究院，南京 210036；2.海军装备部 装备项目管理中心，北京 100040；3.南京航空航天大学 自动化学院，南京 210016；4.江苏长城计算机系统有限公司，南通 226000)

导致钢轨失效的缺陷种类有很多，包括表面疲劳损伤、应力腐蚀、剥落等，以及位于钢轨亚表面或者内部的裂纹等。在大多数缺陷中，钢轨早期内部缺陷具有很大的危险性，且未发展成型，尺寸小，检测难度大，要求相应的检测技术必须具备很高的灵敏度。激光超声检测技术[1-3]作为一种新型的超声无损检测技术，是超声技术与光学技术的结合，该技术不仅结合了超声检测的优势，还能实现非接触、大面积快速扫描和高分辨率检测，而且激光器产生的脉冲宽度很窄，其最高频率可达几千兆赫兹，产生的波长只有几微米，对小缺陷敏感，在铁路内部小缺陷的无损检测中有较高的应用价值。

目前，在钢轨内部缺陷检测方面，GARCIA等[4-5]利用非接触式激光超声钢轨缺陷检测系统对钢轨表面和内部缺陷进行了检测；PANTANO等[6]建立了超声波在导轨和空气介质中传播的有限元模型，对钢轨轨头的内部缺陷进行了检测和分析，并通过试验验证了空气耦合探头用于导轨检测的有效性。虽然这些方法可以定性检测内部缺陷，但都未实现轨距角内部缺陷的检测。为了定量检测钢轨内部缺陷，笔者通过有限元仿真分析了超声纵波与内部缺陷的相互作用规律，利用波的衍射现象来研究纵波与内部缺陷之间的对应关系；……