钢轨轨底裂纹红外热波无损检测数值模拟分析

针对传统超声波检测方法的不足,本文提出红外热波无损检测技术检测钢轨轨脚两侧的裂纹,在ANSYS有限元分析软件中对钢轨轨脚裂纹红外热波无损检测实验进行了数值模拟分析,并搭建了钢轨裂纹红外热波检测实验的实验平台,对仿真结果进行了验证。钢轨轨底裂纹红外热波无损检测实验仿真主要包括3部分:建立钢轨实体模型并对其进行网格划分,热流密度模拟热波载荷施加在钢轨轨脚表面进行求解分析,对求解结果生成钢轨轨脚表面的温度分布云图和温度随时间变化曲线图。仿真与实验结果表明:红外热波无损检测方法可以弥补传统超生波检测方法的不足,可以检测得到钢轨轨底两侧的裂纹。

基于逐层钻孔法的闪光焊钢轨轨底残余应力分析

为研究闪光焊钢轨轨底残余应力在母材区及焊缝区的分布特性,首先阐述了中国钢轨轨底残余应力常用测试方法,分析了其局限性;然后采用逐层钻孔法对闪光焊新轨轨底残余应力进行现场测试,分析母材区轨底及焊缝区轨底残余应力分布特性及沿深度变化规律。结果表明:逐层钻孔法是研究钢轨残余应力的一种有效方法;轨底母材区残余应力主要为拉应力;轨底焊缝区残余应力主要为压应力,且其分布具有一定的随机性;轨底母材区及焊缝区的残余应力沿深度逐渐增大,然后趋于稳定。

钢轨轨底坡对下部授流接触轨安装的影响

接触轨是第三轨授电的地铁牵引供电系统的重要组成部分,接触轨的正确安装是车辆安全受电的前提。针对安装于加长短轨枕上的下部授流接触轨安装形式,建立几何模型推导出接触轨安装位置与钢轨轨底坡之间的数学关系式,给出接触轨正确安装时允许钢轨轨底坡安装误差范围的计算方法,以及两种常见安装参数下接触轨正确安装可接受的钢轨轨底坡范围值。最后,针对钢轨轨底坡超出接触轨安装允许范围而无法安装的情况,给出了补救建议。

钢轨轨底垂直振动模式导波检测技术的实验研究

现有铁路钢轨超声探伤车技术无法检测线路钢轨轨底缺陷,給铁路运输安全带来很大隐患。本文开展了钢轨轨底超声导波传播特性和垂直振动模式导波检测技术研究,采用半解析有限元方法分析了我国60型钢轨轨底的各振动模态导波频散曲线和波结构。应用模态锤技术对自由状态钢轨轨底垂直振动模态导波传播特性进行了实验测量,结果表明,在0～100kHz频率范围内,钢轨轨底垂直振动模态优势模式与厚度为14mm板中的A0模式兰姆波具有等效性。进一步研究了激励频率、激励脉冲周数、传播距离对轨底垂直振动模态导波传播的影响,设计了导波斜探头,选择合适的参数在钢轨轨底激励出垂直振动模态导波并检测出了轨底的人工缺陷。本文的研究结果为线路钢轨轨底的导波检测技术奠定了一定的基础。

钢轨焊接轨底焊筋自动打磨机设计

钢轨轨底焊筋打磨是轨道铺设工程中必不可少的工作。现有工地钢轨焊接轨底焊筋打磨多采用手持式棒砂轮,这种方式操作简便,但效率低、劳动条件差、劳动力成本高,且打磨质量稳定性差。针对现有问题,设计了一种适合现场使用的新型轨底焊筋自动打磨机,采用厚度尺寸稍大于轨底宽度的砂轮,工作时通过手轮控制丝杠与螺母配合运动,实现垂直方向和沿钢轨轴线方向的进给运动;同时采用同步带轮系统保证垂直方向运动的平稳性。新型轨底打磨机操作简单、自动化程度高,可加快施工进度,降低人工成本,更好地控制了打磨质量。

基于车轮磨耗寿命预测的轨道参数研究

为研究轨道参数对车轮磨耗寿命的影响,以C80型货车为例在SIMPACK软件中建立车辆-轨道动力学模型,利用傅里叶逆变换将轨道不平顺的功率谱密度从频域转换为时域;基于半赫兹接触理论、FASTSIM算法和Zobory磨耗模型在MATLAB中编制车轮磨耗仿真程序,分析轨道曲线半径、轨距、钢轨轨底坡、钢轨型面、轨道不平顺和轮轨摩擦因数对车轮磨耗的影响。计算结果表明:曲线半径从400 m增加到2 000 m后,段修磨耗寿命增加5.1倍;轮缘磨耗减小13.4倍;当轨距从1 430 mm增加到1 435 mm和1 440 mm时,磨耗寿命分别增加了12.6%和27.5%;轨底坡从1/20减小为1/30,1/40和1/50时,段修磨耗寿命分别增加3.7%,7.4%和6.9%;采用CN75钢轨和UIC60时的磨耗寿命较CN60钢轨分别增加20.1%和13.9%;五级谱、六级谱和三大干线谱时磨耗寿命较四级谱时分别增加21.4%,35.9%和26.0%;轮轨摩擦系数为0.25、0.4和0.55时,磨耗寿命较摩擦因数为0.1分别减少24.2%,24.8%和22.3%。

轨道参数对机车车轮磨耗影响的研究

针对轨道参数对机车车轮磨耗的影响问题,以D20E型内燃机车为例,借助SIMPACK软件建立了机车动力学模型。提出根据机车动力学模型、FASTSIM算法与Zobory磨耗预测模型为一体的机车车轮磨耗预测模型,并编制了相应计算程序。利用该模型,分析轨道主要参数对机车车轮磨耗的影响。结果表明:车轮磨耗深度随曲线半径增大而迅速减小;随着轨距的增加,车轮磨耗深度明显降低,磨耗分布范围有所增加;五级谱、六级谱下车轮圆周磨耗深度较四级谱下的结果低;线路等级越差,车轮磨耗分布范围越宽;轨底坡的适当减小可使得车轮磨耗有一定降低;适当减小摩擦系数对于降低轮轨磨耗是有利的。