钢轨缺陷的检测被广泛运用的是超声无损检测技术,但由于该技术检测缺陷时需要用到耦合剂,会影响检测的精度。激光超声技术不仅拥有常规超声的优势,还具有不需要耦合剂,波模式丰富等特点,所以将激光超声技术运用到钢轨缺陷检测上具有非常重要的研究意义,因此本文主要运用激光超声技术检测钢轨上的缺陷。首先根据激光超声检测技术原理建立热弹耦合方程,与有限元原理结合建立有限元形式的热弹耦合方程,运用有限元软件建立激光超声检测钢轨缺陷的模型,通过分析理论计算与得到的回波信号之间的关系验证了这一模型的正确性。由于激光超声对缺陷的宽度不敏感,因此提出了交错式激光超声成像技术,根据实际钢轨踏面缺陷信息对建立的模型缺陷进行改进,激光在钢轨踏面两侧进行对向激发在同侧进行接收,对接收到的含有缺陷信息的一维数据进行配准融合,得到的完整缺陷图像不仅边缘清晰而且分辨率高,由此可以对检测的缺陷进行定量分析。随后研究改变激光相关参数对缺陷检测的影响,通过改变激光能量、脉冲宽度、激光光斑横向宽度等参数,对得到的含有缺陷信息的回波数据进行幅值、频谱等分析,并结合交错式成像技术对缺陷进行成像处理,得出激光能量、脉冲宽度可以改变激光超声的强度,使检测到的缺陷更明显,而改变激光光斑横向宽度不仅能改变超声强度也可以改变激发超声的频谱成分,因此对缺陷更为敏感,更容易检测到缺陷。最后,将激光超声检测钢轨缺陷有限元模型修改为钢轨轨底缺陷有限元模型,通过进行网格分析、缺陷位置等分析,检测出钢轨轨底缺陷,最后对钢轨轨底缺陷深度进行检测,得出激光超声表面波与缺陷深度之间的关系。