磁声发射测量轨道钢试样的表面应力

运用三点弯曲法在试样表面形成应力，以模拟钢轨的受力状态．采用双电压、双中心频率的声发射探头的能量计数比值，可以显示出良好的应力相关性，并且建立了拉、压应力状态下的线性回归公式，为钢轨的应力检测提供依据．

珠光体轨道钢白蚀层的研究进展

珠光体轨道钢是目前我国铁路轨道采用的主要钢种,其性能特点是抗磨损性能好,屈服强度高。珠光体轨道钢在服役时,表面发生损伤,有白蚀层生成,它对钢轨的服役寿命有重大影响。主要介绍了珠光体轨道钢白蚀层的研究进展,从白蚀层的形成过程、组织结构、形成机理等方面进行了阐述。

地铁小半径曲线钢弹簧浮置板轨道钢轨波磨成因分析

为探究地铁小半径曲线钢弹簧浮置板轨道上的波磨成因,从轮轨黏滑振动层面阐释了钢轨波磨的形成过程。首先,依据线路基本情况建立了轮对浮置板轨道三维有限元模型;然后,利用上述模型分析了轮轨接触黏滑特征和钢轨纵向磨耗特性以量化波磨的发生趋势;最后,基于复模态理论,研究了轮轨系统的固有振动属性与波磨形成的关系。结果显示,在轮对运行过程中,内侧轮轨黏滑分布呈现周期性变化,说明内侧轮轨系统发生了周期性的黏滑振动,进而可能导致内轨出现周期性的波状磨耗,最终形成钢轨波磨;外侧轮轨黏滑分布总体上未有明显变化,说明外侧轮轨系统未出现黏滑振动,从而不易形成钢轨波磨。在钢轨纵向上,内轨滑移量明显大于外轨滑移量,表明内轨纵向磨耗程度更大;在钢轨横向上,内外侧钢轨滑移量相差不大,表明内外侧钢轨横向磨耗程度相近。内外侧钢轨纵横向滑移云图分布均表现出了一定程度的周期性,尤其是内轨纵向滑移云图,其波长28 mm与实测波磨波长25 mm相近,这与内侧轮轨界面接触黏滑状态的周期特性相呼应,从而进一步说明了内轨更容易发生严重的周期性磨耗,即钢轨波磨。综合轮轨接触黏滑与磨耗特征及轮轨系统振动特性分析结果,可以得出实测地铁小半径曲线浮置板轨道上的内轨波磨是由664.1 Hz和665.8 Hz对应的轮轨系统不稳定振型诱发的黏滑振动所致,且该不稳定振型均表现为内轮相对于轨道的弯曲振动。参数敏感性分析表明适当地增大扣件和钢弹簧的垂向刚度能够对波磨控制起到积极作用。

U71Mn轨道钢的CO2气体保护焊

泰州中航船舶重工有限公司600t门吊起重机轨道，采用CO2气体保护焊，实行轨道无缝连接，焊接效率高，质量稳定，为高碳钢CO2焊提供了可借鉴经验。本文详细介绍了该钢种的焊接工艺。

高强度矿井轨道钢力学性能及疲劳特性研究

以高强度矿井轨道钢为研究对象,通过拉伸、压缩和疲劳实验对高强度矿井轨道钢的力学性能及疲劳特性进行研究。

不同应力比下U75V轨道钢疲劳裂纹扩展行为研究

对高速铁路常用轨道钢U75V进行了不同应力比下的疲劳裂纹扩展门槛值测试和疲劳裂纹扩展试验。试验结果表明,应力比对U75V轨道钢的裂纹扩展行为有着显著影响。利用分级降载法测得的疲劳裂纹扩展门槛值随应力比的增大而减小,裂纹扩展速率随应力比的增大而增大。对裂纹断口微观形貌进行了细致观察分析,发现整个疲劳断口分布有凸条纹棱线。疲劳门槛值附近出现沿晶体学平面的穿晶小刻面;低扩展速率区凸条纹棱线平行排列,棱线方向与珠光体片层方向一致;高扩展速率区的棱线出现弯曲及碎裂,同时伴有解理断面及二次裂纹。

U75V轨道钢线性摩擦焊工艺研究

目的提高及改善目前轨道连接与修复的质量。方法采用线性摩擦焊(LFW)的方法,对高碳轨道钢(U71Mn)在不同参数下进行了焊接试验,并对其微观组织和力学性能进行了表征。结果焊接参数对接头质量起着决定性的作用。根据焊后接头的微观组织差异,可将其分为4个部分:焊缝中心区(WCZ)、热力影响区(TMAZ)、热影响区(HAZ)和母材(BM)。BM为珠光体和上贝氏体的混合组织,TMAZ由珠光体和少量马氏体组成。在WCZ中,由于受到的热力耦合作用的增强和更高的冷却速率,该区域马氏体含量进一步增加。在拉伸试验中,所有试样均在WCZ处发生断裂,接头的最大抗拉强度达到BM强度的86.6%。此外,WCZ中存在大量马氏体,在增加焊缝显微硬度的同时也降低了焊缝的冲击韧性。结论采用LFW的方法可以得到焊接质量优良的轨道钢接头。

浅谈轨道钢的焊接方法及问题解决

近年来,随着铁路高速化重载化的快速发展,轨道结构逐渐由无缝线路取代为普通线路。与普通钢轨相比,无缝线路取消了大量的钢轨连接接头,具有行车平稳、轨道维护成本低、使用寿命长等优点。它已成为高速铁路建设中最重要的方法。无缝线路是铁路轨道的一项重要新技术。将普通钢轨焊接成一定长度的长钢轨,再把焊接成一定长度的长钢轨连接铺设,称为无缝线路。长钢轨焊接是铺设无缝线路的重要环节。轨道钢的焊接技术也得到了大量应用。此篇论文就轨道钢的焊接提出一些问题和解决方案。

地铁直线段钢弹簧浮置板轨道钢轨波磨萌生原因及参数影响分析

为研究某地铁直线地段钢弹簧浮置板轨道出现的波长为160~250 mm的钢轨波磨现象,基于有限元理论和车辆-轨道耦合动力学理论,建立了车辆-钢弹簧浮置板轨道刚柔耦合动力学模型。从轨道系统振动特性和轮轨接触特性角度出发,以钢轨磨耗功率为评判指标,研究了钢轨波磨产生原因及缓解措施。研究结果表明:钢轨波磨的产生与8~15阶左右两侧钢轨横向同向/反向弯曲振动模态、8~9阶轨道板垂向弯曲模态和6~8阶轨道板扭转振动模态有关;在不影响行车安全性的前提下,可通过扣件垂向刚度取值10~30 MN/m、扣件垂向阻尼取值20 kN·s/m以上或扣件横向阻尼取值30 kN·s/m以上来降低钢轨波磨通过频率处的磨耗功率,达到减缓钢轨波磨发展的目的。

贝氏体轨道钢连铸凝固过程中溶质微观偏析模型及分析

为揭示贝氏体轨道钢凝固过程中的溶质再分配规律,本工作综合考虑钢液凝固过程中δ/γ相变和枝晶粗化的影响,建立了贝氏体轨道钢凝固过程中溶质元素微观偏析模型,分析了冷却速率、C含量、Mn含量、S含量、P含量对钢液凝固过程中枝晶间溶质元素微观偏析行为、零强度温度(ZST)和零塑性温度(ZDT)的影响。结果表明,枝晶间S、P元素偏析严重;在不同固相率时,冷却速率对溶质元素微观偏析的影响存在一定差异。C含量主要影响钢的凝固方式,进而影响凝固过程钢中溶质元素的微观偏析行为;Mn、P、S含量对其余溶质元素微观偏析影响不大。C、Mn含量的增加导致ZST和ZDT均降低;随冷却速率、S和P含量增加,ZST变化不大,ZDT明显降低。

车辆载荷下钢弹簧浮置板轨道振动特性分析

建立车辆-钢弹簧浮置板轨道垂向耦合振动有限元模型,分析车载作用下的浮置板轨道和车辆垂向振动特性。结果表明,钢轨和车体垂向振动在浮置板1阶弯曲频率(10 Hz)、P2共振频率、部分阶次的轮对弯曲频率及车轮辐板模态频率处存在明显峰值,其中车体振动在车体浮沉频率(1 Hz左右)处也存在明显峰值。扣件刚度和阻尼的影响主要在轮对1阶弯曲频率以内的车辆-轨道系统耦合振动行为,扣件阻尼在高频处对轨道垂向振动也有较大影响。钢弹簧刚度和阻尼主要影响浮置板1阶弯曲频率附近的车辆和轨道响应,对车辆运行平稳性影响显著。车辆悬挂参数及车体和构架质量对轨道振动基本无影响,簧下质量通过P2共振以及系统约束下的轮对1阶弯曲和辐板对称伞形模态影响轨道振动。增大一系悬挂刚度和阻尼以及二系悬挂阻尼会增大中高频的车体垂向振动加速度,二系悬挂刚度主要影响车体浮沉频率附近的车体垂向振动。车体、构架和簧下质量对车体浮沉运动、浮置板1阶弯曲和P2共振处的车体振动加速度峰值有影响。

钢弹簧浮置板轨道减振性能现场对比测试

为研究随机列车荷载作用下钢弹簧浮置板轨道(steel spring floating slab track,简称SSFST)上线运营后的减振效果,选取某地铁线路同一区间、同一曲线段内的普通无砟轨道及钢弹簧浮置板轨道典型测试断面,在同一天内开展了现场对比测试。研究结果表明:钢弹簧浮置板轨道减振效果的线上评估结果与列车、轨道的实际运营状态直接相关;在不同列车的随机激励作用下,Z振级相对插入损失(ΔVL_(Z,max))相差超过10 dB,且部分测试样本无法满足特殊减振的设计需求;为获得保守的评价结果,应选择轮、轨平顺状态良好的运营区段开展对比测试;通过合理的养护维修,使运营列车及轨道保持良好的运行状态,是减振轨道区段满足振动控制需求的关键。

随机轮轨动态激励对钢弹簧浮置板轨道减振性能影响分析

为分析随机轮轨不平顺对钢弹簧浮置板轨道减振性能影响,该文采用随机模拟的方法,研究了不同轨道不平顺状态下随机车轮不圆顺在浮置板轨道插入损失评估结果方面的随机特性,以及轨道不平顺发展对插入损失评价结果的影响。研究结果表明:不同轨道不平顺状态下,随机车轮不圆顺作用下隧道壁最大Z振级的插入损失离散超过10 dB,且随着轨道不平顺的发展,插入损失的样本均值和标准差均明显减小;分频插入损失统计结果显示,轨道不平顺的发展对频率低于6.3 Hz的插入损失影响更加显著,对于20 Hz以上频段的统计均值的影响并不明显。

预弯钢-混组合跨座式单轨轨道梁力学性能分析及截面优化

[目的]传统跨座式单轨轨道梁大多采用宽为850 mm的截面形式,针对我国三四线城市的城市轨道交通建设要求,相关企业提出了宽为1250 mm的跨座式单轨列车截面形式。为解决新型跨座式单轨列车的特殊需求,有必要对其轨道梁的力学性能和截面形式进行研究。[方法]采用数值模拟方法,建立了预弯钢-混组合轨道梁模型;基于传统轨道梁截面形式,提出宽为1250 mm的预弯钢-混组合跨座式单轨轨道梁初步截面形式;分析不同荷载组合情况下的截面力学性能,并以用钢量最省为目标,对初步截面形式进行截面参数优化。[结果及结论]随着钢箱梁顶板厚度增加、钢箱梁上翼缘最大正应力呈减小的趋势;随着钢箱梁底板厚度的增加,钢箱梁下翼缘最大正应力值呈减小的趋势;随着腹板厚度的增加,钢箱梁腹板最大剪应力值呈减小的趋势。在最不利荷载工况组合下,所提轨道梁初步截面形式的刚度与强度均满足规范容许限值;优化后的顶板厚度、腹板厚度、底板厚度分别为16 mm、20 mm、16 mm,钢材表面积可节省约29.89%。

时速120km地铁钢弹簧浮置板轨道曲线段减振效果测试分析

为掌握高速行车条件下钢弹簧浮置板轨道在曲线段的减振效果,开展时速120km地铁曲线段轨道振动现场测试,研究在不同曲线半径条件下普通轨道与钢弹簧浮置板轨道的振动特性,分析钢弹簧浮置板轨道减振效果变化规律。结果表明:与2000m大曲线半径线路相比,地铁列车通过750m小曲线半径线路时,普通轨道的隧道壁垂向振动最大Z振级平均值增大9.1dB,钢弹簧浮置板轨道的隧道壁垂向振动最大Z振级平均值增大11.71dB;在750m小曲线半径线路条件下,钢弹簧浮置板轨道减振效果为5.69dB;在2000m大曲线半径线路条件下,钢弹簧浮置板轨道减振效果为8.30dB;钢弹簧浮置板轨道在大曲线半径线路条件下减振频率范围更宽、减振效果更好。

钢弹簧浮置板轨道减振效果现场与实验室测评研究

为研究分析钢弹簧浮置板轨道减振特性,现场对比测试隧道壁和基础位置的振动特性和减振效果,通过电磁式激振器施加冲击激励对实验室基础位置插入损失进行测评研究,并结合现场测试规律进一步估算出隧道壁位置减振效果。研究表明:振动从基础传至隧道壁后大幅衰减,普通整体道床轨道最大Z振级衰减11.2 dB,钢弹簧浮置板轨道最大Z振级衰减20.0 dB;测点位置和车次对钢弹簧浮置板轨道减振效果评价具有较大影响;实验室测评钢弹簧浮置板轨道在6.3 Hz~12.5 Hz不具有减振效果,在16 Hz以上频段减振效果较好;基础位置的减振效果为7.5 dB,估算隧道壁位置Z振级插入损失为16 dB左右。

钢弹簧浮置板轨道振动特性及钢轨波磨成因分析

为研究小半径曲线(R=300 m)地段钢弹簧浮置板轨道振动特性与钢轨波磨成因的关系,基于现场动静态测试获取钢轨波磨静态特征及轨道各部件振动加速度响应,采用短时傅里叶变换对测试数据进行时频分析。考虑簧下质量建立导向轮对-钢弹簧浮置板轨道频域线性分析模型,计算轨道系统模态和频响函数分析可能导致钢轨波磨产生的原因。研究结果表明:钢轨振动加速度在72,136,203,271,337和393 Hz附近存在共振峰,浮置板和隧道壁振动加速度均在72 Hz附近存在共振峰,其中72 Hz附近振动与160~200 mm波长波磨相关。钢轨波磨激励下的钢弹簧浮置板轨道振动加速度响应与其振动固有特性紧密相关。钢弹簧浮置板轨道对于中频(140~300 Hz范围)的减振效果要好于低频(50~100 Hz范围),因此一旦产生对应频率为69~87 Hz范围的钢轨波磨,将会显著降低钢弹簧浮置板轨道的减振效果。轮轨横向力可以激发钢轨相对于浮置板的高阶横向弯曲振动模态,是导致小半径曲线地段钢弹簧浮置板轨道钢轨波磨产生的重要原因。车辆-轨道系统P2力共振模态及钢轨和浮置板一起相对于底座板的垂向弯曲共振模态可能是导致160~200 mm波长波磨产生的重要原因。钢轨相对于浮置板的横向弯曲共振模态可能是导致30~40 mm和100 mm波长波磨产生的原因。研究成果可为解释小半径曲线段钢弹簧浮置板轨道钢轨波磨成因奠定基础。

提升钢弹簧浮置板轨道稳定性的抑振调频装置研究

在轨道板上安装抑振调频装置是提高钢弹簧浮置板轨道稳定性的有效措施。基于有限元方法与车辆-轨道耦合动力学理论,建立考虑抑振调频装置的车辆-钢弹簧浮置板轨道耦合动力学模型,计算分析抑振调频装置刚度、阻尼和预紧力3个关键参数对钢弹簧浮置板轨道自身稳定性、减振效果及行车平稳性的影响。结果表明:抑振调频装置可有效抑制浮置板轨道振动,调节轨道板固有频率;轨道板位移频响幅值随抑振调频装置刚度、阻尼的增大呈指数规律减小,受预紧力影响不明显,当刚度在0~10 kN·mm^(-1)、阻尼在0~100 kN·s·m^(-1)范围变化时,抑振调频装置的调节效果显著且易实现;增大抑振调频装置的刚度、阻尼和预紧力均可有效降低轨道系统和车辆的振动加速度,但各自的作用不同,刚度最为明显,其次是阻尼,预紧力较小;在钢弹簧浮置板轨道上设置刚度为6.5 kN·mm^(-1)、预紧力为2 kN、阻尼为60 kN·s·m^(-1)的抑振调频装置后,基底加速度较减振扣件轨道和未安装抑振调频装置的浮置板轨道分别降低了74.5%和15.6%,有效提高了轨道系统的稳定性。

市域快轨钢弹簧浮置板轨道行车安全试验

研究目的:为研究钢弹簧浮置板轨道在不同车速下的动力学性能、分析其用于160km/h车速市域快轨的安全性,铺设了8块共200 m长的钢弹簧浮置板道床试验段,在试验段开行用于市域快轨的列车并由60km/h逐级提速至160km/h,测试5个断面的轨道动位移和轮轨力,分析不同车速下的行车安全性。研究结论:(1)当试验列车车速逐渐增至160km/h时,钢弹簧浮置板轨道各项安全性指标并未随着车速增加而显著增加;(2)浮置板轨道各测试断面板上垂向动位移均未超过3.0 mm,且随车速增加有降低趋势;(3)不同车速下脱轨系数均小于0.3,轮重减载率均小于0.4,轮轴横向力均小于20 kN,且均有较大的安全余量;(4)本文研究可为市域快轨高等级减振措施的设计和实施提供试验依据。

高强轨道钢双轴压-扭棘轮行为的实验和模拟

在室温下对高强轨道钢进行了单轴和非比例双轴压-扭循环变形行为的实验,讨论了不同加载路径对轨道钢棘轮变形行为的影响。结果显示:该轨道钢呈现出明显的循环软化效应和压缩方向的棘轮行为,且棘轮行为的演化表现出强烈的加载路径相关性;在椭圆路径下,棘轮应变较其他四种路径更小。进而建立了基于Abdel Karim-Ohno非线性随动硬化律的非比例多轴循环棘轮本构模型,并通过在随动硬化和各向同性软化律中引入非比例因子来考虑非比例路径对双轴压-扭棘轮行为的影响。实验结果和模拟结果的对比表明:该本构模型能够较好地模拟高强度轨道钢的非比例双轴压-扭棘轮行为。