Para resolver el problema de la baja resistencia a las interferencias electromagnéticas y la adaptabilidad insuficiente a condiciones complejas de los métodos de detección tradicionales, se desarrolló un método de detección ultrasonora de alta precisión de las microfisuras en el refuerzo HRB400 para traviesas de ferrocarril de alta velocidad basado en la conversión optoacústica de materiales nanocompuestos de oro (Au-PDMS). Primero, se exploró el modelo teórico de conversión optoacústica, se prepararon muestras de películas de Au-PDMS con gradientes de concentración de 4.01 wt%, 5.23 wt%, 6.01 wt%, 7.69 wt%. Luego, se utilizó un láser pulsado de 532 nm para generar una señal ultrasónica, que fue procesada con un algoritmo de filtrado de banda de paso de Butterworth y una descomposición de ondaletas db4. Finalmente, se construyó un modelo de elementos finitos del refuerzo HRB400 para analizar la relación cuantitativa entre las características multidimensionales de la señal ultrasónica y la profundidad de las fisuras. El análisis mostró que la muestra con una concentración del 5,23 wt% tenía una frecuencia ultrasónica principal de 4,58 MHz y una relación señal/ruido de 19,56 dB; la precisión de la detección de la profundidad de las fisuras medida fue de 640 µm. El estudio cuantitativo mostró que a una profundidad de fisura de 1 mm, la amplitud de la primera onda aumenta; a una profundidad de 3 mm, la forma de onda se divide en una estructura de doble pico con un intervalo de 1,50 µs. Estableciendo un modelo de respuesta conjunta de múltiples parámetros entre la profundidad de la fisura y la amplitud, la energía, la frecuencia principal y el tiempo de llegada, es posible realizar una detección cuantitativa de las microfisuras en el HRB400. Este sistema combina una resolución en micrómetros, una fuerte resistencia a las interferencias electromagnéticas y una adaptabilidad a condiciones complejas, brindando un soporte técnico confiable para el monitoreo de la salud de la estructura de la infraestructura ferroviaria de alta velocidad.

Detección opto-acústica; Detección ultrasónica; Refuerzo HRB400; Simulación de campos físicos múltiples; Crecimiento de microfisuras