激光表面淬火对车轮多边形萌生及发展影响试验研究

车轮多边形磨损是影响列车服役可靠性的常见异常磨损形式,而激光淬火是提高金属材料耐磨性能的新型技术,但目前关于激光淬火对车轮多边形的影响尚未深入研究.因此,本文中将研究激光淬火对车轮多边形萌生与发展的影响规律,探讨利用激光淬火技术抑制车轮多边形的可行性.首先利用激光器对车轮试样进行点状淬火和全表面淬火,利用MMS-2A微机控制摩擦磨损试验机进行轮轨滚动磨损试验,分析轮轨系统振动频率、车轮试样磨损表面宏观形貌、廓形、多边形阶数以及材料损伤等,探明激光淬火对车轮多边形形成的影响.结果表明:在车轮试样表面沿圆周方向均匀地进行12个和16个点状淬火时,滚动磨损试验中车轮试样分别萌生出12阶和16阶多边形,并激发出严重的轮轨系统振动,最终在15万转时产生较大波深的车轮多边形.对车轮表面进行全表面淬火处理时,滚动磨损试验过程中始终无车轮多边形产生.在此基础之上,本文作者对未淬火车轮试样进行6万转滚动磨损试验以形成多边形磨损,然后对多边形车轮试样进行点状淬火(波谷处淬火)和全表面淬火,继而进行轮轨滚动磨损试验.研究表明:对多边形车轮试样波谷区进行淬火强化后,多边形发展表现出先放缓后加快的现象,波谷逐渐转变为波峰;对多边形车轮试样进行全表面淬火强化后,多边形继续发展,运行15万转后多边形波深呈轻微下降趋势.研究结果对车轮多边形磨损控制技术研究具有理论指导意义.

轮轨材料/硬度匹配研究进展与展望

车轮与钢轨硬度是影响轮轨磨损的主要因素之一,合理的轮轨材料与硬度匹配对于减轻轮轨磨损、延长服役寿命具有十分关键的作用。当前我国铁路运营过程中存在2种硬度钢轨匹配4种硬度车轮的现象,材料匹配行为复杂。针对铁路轮轨材料和硬度的选用与匹配,至今尚无统一合理的规定与标准。从轮轨材料硬度出发,首先分析了国内外轮轨材料发展与硬度匹配的使用现状,发现不同国家和地区轮轨材料硬度的选用存在较大差异。具体表现为:日本新干线使用的车轮硬度远高于钢轨(HR/HW<1),欧洲高速铁路上HR/HW值接近1,而中国高速铁路系统中,轮轨种类多,硬度区间大。其次,总结了轮轨硬度匹配研究进展,明确材料硬度和轨轮硬度比(HR/HW)对磨损与滚动接触疲劳损伤都具有显著影响,但并没有形成统一的结论,且以往的材料选用经验并不完全适用于当前的铁路系统。然后,针对现阶段轮轨材料与硬度匹配研究,探讨了材料加工硬化、合金钢微观组织、表面热处理工艺、复杂服役环境与车轮运行参数等因素的潜在影响。最后,提出了以建立统一合理的实验标准与评价体系为前提,开展复杂服役工况下高速和重载轮轨材料损伤行为与失效机制研究,轮轨材料硬度/韧性最佳匹配行为与选配原则研究,以及轮轨磨损规律与服役寿命预测方法研究等未来研究趋势的展望。

滚动轮波形磨损实验研究

利用赫兹模拟准则进行实验室钢轨波形磨损再现实验研究,在进行大量试验的基础上揭示了滚动轮波磨形成的规律,提出了波磨的形成机制.结果表明,轮-轨系统的振动以及轮-轨接触表面之间较大切向力的共同作用,是导致滚动轮表面不均匀塑性变形或波磨的主要原因.

铁路钢轨损伤机理研究

钢轨损伤一直是铁路运输中的一个关键问题 ,损伤类型主要是钢轨压溃、侧磨、波磨和剥离 ,占钢轨损伤量的 80 %以上。探讨了这几种钢轨的损伤形式 ,认为钢轨损伤加剧主要是因为轮轨之间表面摩擦力的增加所致 ;

高速与重载铁路钢轨损伤及预防技术差异研究

结合多年的研究与调查,分析了高速与重载铁路钢轨损伤与预防技术的差异。钢轨侧磨与压溃是重载曲线段钢轨的主要损伤类型,而高速铁路钢轨主要表现为疲劳损伤特征;根据磨损与疲劳的相互制约与竞争关系,提出了高速与重载铁路钢轨选材及车轮型面选择的不同要求;阐述了高速与重载铁路钢轨不同曲线轨头非对称打磨技术的原理及应用。

轮轨疲劳损伤模拟实验研究及展望

轮轨的疲劳损伤严重影响高速重载铁路运行安全,其研究受到广泛的关注和重视.本文总结了目前轮轨疲劳损伤行为的主要研究方法,指出了模拟实验是研究轮轨疲劳损伤的一种重要手段;介绍了西南交通大学轮轨摩擦学课题组利用轮轨模拟试验机开展的系列国产轮轨材料疲劳损伤模拟实验结果,分析了影响轮轨表面疲劳裂纹损伤的关键因素,阐明了轮轨材料次表面疲劳损伤的形成与扩展规律,初步研究了低温环境对轮轨材料疲劳损伤行为的影响;最后,展望了复杂服役工况(高寒、高温、高湿、雨雪、风沙、雾霾、柳絮)下我国轮轨材料疲劳损伤研究未来需深入开展的研究内容.

钢轨表面波浪形磨损研究

通过对现场获取的波磨钢轨进行金相、硬度试验分析，探讨了钢轨波磨的形成机理．发现钢轨波磨主要是因为轨面的不均匀塑性变形所致，机车车辆结构的相似和列车运行速度的趋近将加速钢轨波磨的产生，而提高钢轨屈服强度可有效地减轻钢轨波磨．

油润滑对微动摩擦特性影响的研究

研究了钢摩擦副在油润滑工况下不同位移幅值对微动润滑摩擦特性的影响，分析了表面形貌。研究表明：微动过程中表面之间的油介质会被驱除出接触区域，而滑动过程中表面之间的油介质始终保持在接触区域；润滑油的存在对接触区域起到了遮盖的作用，减少了氧化反应；由于油的流动性，在微动过程中容易再次渗透到接触区域，降低了表面摩擦与磨损。

开展科研实践 培养创新能力

科研实践是让大学生有机会亲身经历科学研究的过程,使大学生初步掌握一般的科学研究方法,培养创新能力。文中介绍了科研实践的要求与具体做法,探讨了应注意的问题,指出了科研实践对培养大学生创新能力的重要性。

线接触条件下微动摩擦特性的研究

通过试验研究了线接触微动摩擦特性。研究表明:线接触微动摩擦因数变化与点接触形式相同;位移幅值在部分滑移区时,表面粗糙度对表面磨损有影响。磨痕分析表明,承载区域接触不均匀,存在虚接触区域,其大小与表面粗糙度有关,而接触区域没有不磨损的粘着区,不同于点接触形式。

钢轨磨损特性试验研究及分级使用建议

由于重载铁路与高速铁路的损伤形式不同,分别表现为磨损与疲劳两种形式,故钢轨选材的技术要求也是不相同的。针对我国目前使用的钢轨材料,通过大型模拟试验,系统研究在不同钢轨材料在不同线路环境上的伤损情况及规律,通过全面考虑钢轨磨损与疲劳裂纹之间的平衡,确定不同线路运输条件下的最佳钢轨材料,建立钢轨的分级使用制度,达到从源头上防治钢轨伤损的目的,指导我国铁路钢轨材料的选用。

45^#钢／GCr15钢摩擦副的滚动磨损特性研究

通过对液压式试验台夹具进行改造 ,研制了往复滚动试验装置 ,以实现对运动位移和表面摩擦力的精确控制 .利用该装置考察了表面摩擦力变化对 45 #钢 / GCr15钢摩擦副滚动磨损特性的影响 .结果表明 :随着表面摩擦力的增加 ,钢的滚动磨损明显加剧 ,磨损机制亦发生变化 .

受制滚动钢摩擦副的摩擦特性研究

利用往返滚动运动的试验装置,试验研究了滚动摩擦特性。研究表明:受制滚动中,随着滚动阻力增加,物体发生滚动时的预位移量也在增大;滚动物体从静止到运动的过程中,摩擦因数是变化的。摩擦因数的变化与接触表面的磨损过程是相关的;表面磨损类型的不同对表面摩擦因数有较大的影响。

含碳量对车轮材料磨损影响的试验研究

为研究车轮剥离失效的影响因素,为车轮的选材提供依据,通过选择几种不同含碳量的钢材,研究了含碳量对磨损及剥离的影响。研究结果表明:含碳量的改变,对材料的摩擦因数基本没有影响,但可以改变材料的磨损机制;材料的抗磨损能力随含碳量增加而迅速增大。

轮轨塑性变形与安定状态的关系研究

运用弹塑性理论分析了轮、轨接触工况时的塑性变形，提出了轮轨材料在弹塑性状态下安定极限值的概念，并依此进行了轮轨接触计算。

脂润滑对100C6钢微动磨损特性的影响

探讨了在不同振幅及载荷条件下脂润滑对１００Ｃ６钢微动磨损特性的影响．研究表明：脂润滑可缓解微动接触表面的损伤；滑移区域中润滑脂减摩效果优于部分滑移区和混合区；润滑脂在接触界面之间很难保持有效润滑；在稳定的脂润滑条件下微动区域的划分变化不大．

我国铁道钢轨波磨情况调查

文章介绍了作者对于铁路线路钢轨波磨情况调查的结果,说明了钢轨波磨的危害,对钢轨波磨形成的原因进行了分析。

钢轨的安定状态研究

钢轨的安定状态研究是一个比较新的领域，它直接影响着钢轨的承载能力。本文尝试着进行一些探讨，提出应以钢轨的安定极限值代替钢轨的弹性极限值作为钢轨的许用极限值，并就此进行了理论计算及实验分析工作，提出了一些有益的结论。

铁路车轮踏面的摩擦学设计方法

摩擦学设计的目标是可靠地和经济地实现机器系统相对运动的功能。本文通过铁路车辆车轮磨耗型踏面的设计方法和经验，结合在攀枝花冶金矿山公司线路上的运用结果，阐述了摩擦学设计的作用与意义。

轮轨接触应力数值计算分析

介绍了一种轮轨接触应力的数值计算方法，可求算任意轮轨廓形的接触应力值，同赫兹理论比较其更符合实际。文中结合我国铁路机车运用的ＴＢ型锥形踏面车轮和ＪＭ型磨耗型踏面车轮进行了分析计算。