循环荷载下重载铁路道砟磨耗破碎及力学特性试验研究

为深入研究重载列车循环动载作用下散粒体道砟的颗粒磨耗破碎和力学行为劣化等特征,开展3种不同动应力幅值下的室内大型动三轴试验。通过对染色道砟颗粒进行激光扫描和三维重构,量化分析不同循环加载应力状态下不同粒径道砟颗粒的磨耗破碎特征,深入分析循环加载下试样的宏观力学特性和力学行为劣化等。研究结果表明,循环加载后道砟颗粒普遍从原始粒径破碎至相邻粒径,偶尔出现破碎至相隔粒径的现象,另有质量占比1%左右的少量道砟颗粒破碎至最小粒径4.75~22.4 mm;在相同的循环加载动应力幅值下,随粒径的增大,道砟颗粒破碎至相邻粒径的质量占比总体呈增大趋势;循环加载过程中颗粒磨耗存在尖角磨损、棱边磨耗与表面纹理改变等3种典型类型,动应力幅值230 kPa下颗粒最大磨耗深度为0.36~5.2 mm,平均磨耗深度为0.03~0.62 mm,颗粒磨耗程度随粒径的增大而逐渐加剧,尖角磨损出现的数量更多且概率更大,其次为棱边磨耗;循环加载三轴试验前后各粒组颗粒含量变化幅度与级配曲线偏移距离随动应力幅值的增大而增大,Bg、Br与BBI 3种颗粒破碎指标均随动应力幅值的增大而增大,Br与BBI两者对动应力幅值的变化反应程度一致,并且更为灵敏;试样轴向累积塑性应变、阻尼比与回弹模量均随动应力幅值的增大而增大。研究结果可为重载铁路散粒体有砟道床长期服役性能劣化评估及其养护维修提供理论依据和技术参考。

高速载流磨耗试验中接触线磨耗量测量装置的研究

为了研究和评价弓网关系中接触线和受电弓滑板的耐磨性能,在高速弓网关系载流磨耗试验台上进行载流磨耗试验是一个重要的方法。目前载流磨耗试验中的接触线磨耗量测量需要在安装接触线之前和磨耗试验后通过拆卸接触线进行测量和比较,经测量磨耗试验前后的接触线磨耗面方向直径差计算面积差。当进行接触线磨耗量与磨耗公里数或弓架次之间关系的研究时,需要不断地从试验平台上拆卸和重新安装接触线,不但工作量巨大,而且反复拆卸和安装接触线还会引起接触线和滑板的接触状态发生变化,影响试验结果。提出了一种不需要反复拆卸和安装接触线就能进行磨耗量测量的试验方法,并设计和制造了测量装置,通过载流磨耗试验验证了测量装置的应用效果良好。

SMA-10钢渣沥青磨耗层路用性能试验研究

为满足道路建设需要,对钢渣在沥青磨耗层SMA-10中的应用进行了试验研究。对不同钢渣掺量下的SMA-10沥青混合料的配合比进行设计,并对其路用性能、抗滑性能和经济效益进行了分析。研究结果表明:随着钢渣掺量增加,沥青混合料各项路用性能有显著提升。在钢渣掺量为50%时获得最优异的路用性能,动稳定度和破坏弯拉应变比不掺加钢渣的玄武岩沥青混合料分别提高了40%和15.4%,水稳定性变化幅度不大,膨胀率随着钢渣掺量增加而变大但均符合规范要求,构造深度和摆值分别提高了7.0%和5.4%。使用50%钢渣替代玄武岩粗集料生产SMA-10沥青混合料可节省材料成本58元/t,具有一定的经济价值和环境效益。

超薄磨耗层抗滑性能的衰变规律及其影响因素

为了精确评价沥青超薄磨耗层开放交通后抗滑性能衰变过程、机理及影响因素,首先利用弧形模具及其配套的轮碾机来制备弧形超薄磨耗层试件;然后通过驱动轮式加速加载系统对4种级配类型和3个沥青胶结料等级的沥青超薄磨耗层试件进行加速加载试验;最后借助激光纹理扫描仪对一定轮载次数作用后的试件分别进行扫描。结合试验数据分别建立了基于S型函数的沥青超薄磨耗层宏观和微观构造深度衰变模型,以及基于灰色关联分析方法来分析各空隙率和沥青胶结料对抗滑性能的独立和耦合作用。试验研究结果显示:采用驱动轮式加速加载系统结合S型函数模型可以定量地评价和预测沥青超薄磨耗层性能的演变过程;空隙率影响超薄磨耗层宏观和微观构造深度的前期衰减速率,空隙率越大,则超薄磨耗层的宏观和微观构造深度的前期衰减速率越大;宏观构造深度的中后期衰减速率受沥青胶结料等级影响更大,沥青胶结料性能等级越高,则宏观构造深度的中后期衰减速率越慢;空隙率和沥青胶结料等级对超薄磨耗层微观构造深度中后期衰减速率的影响相当。因此,在进行超薄磨耗层抗滑性能设计时,选择大空隙率的开级配超薄磨耗层混合料级配对路面抗滑耐久性是有益的,而沥青胶结料的性能等级则可以根据交通量的大小合理选择。

基于室内加速磨耗的环氧沥青超薄磨耗层抗滑耐久性研究

文中基于湿轮磨耗试验研究磨耗时间、污染物洒布量对环氧超薄抗滑磨耗层抗滑性能的影响,采用延长加速加载磨耗试验试件的BPN、TD以及磨耗质量损失率来评价超薄磨耗层的路用性能.结果表明:环氧超薄抗滑磨耗层的剥落率与磨耗温度、磨耗时间以及骨料粒径成正相关,且在高温高磨耗时间的情况下剥落率仍小于0.6%,环氧超薄抗滑磨耗层随着污染物洒布量的增加BPN均存在不同程度的下降,其中液体污染物比固体沙土对路面抗滑性能衰减的影响更显著.环氧超薄抗滑磨耗层在经过20万次的作用后超薄抗滑磨耗层的BPN、TD以及磨耗质量损失率均体现出优异性.

重载铁路货车轮径差与车轮圆周磨耗关系的试验研究

文中采用神华重载铁路模拟状态修运行试验数据,对运用20万km的C80型敞车车轮踏面圆周磨耗情况进行统计分析,比较初始设置不同轮径差、踏面圆周磨耗轮对运行20万km后轮径差分布和踏面圆周磨耗量的影响,并使用假设检验的方法对影响的显著性进行验证。

中低速磁浮列车受流器滑板磨耗性能试验前后表面形貌变化分析

为了研究中低速磁浮列车运用过程中受流器滑板磨耗情况,利用靴轨关系试验台,开展滑板磨耗性能试验。采用仪器观察磨耗性能试验前后滑板试样外观、金相组织。结果表明:磨耗性能试验前滑板试样表面可见Cu颗粒,并有少量Cu富集,一些Cu颗粒中含Pb。在靴轨关系试验台运行速度分别为80 km/h和160 km/h条件下,试验后的滑板试样表面滑痕方向与滑板试样长度方向基本一致。试验台以80 km/h速度运行1×104 km后,滑板试样表面可见Cu颗粒;试验台以160 km/h速度运行1×104 km后,滑板试样表面几乎未见Cu颗粒。试验台以80 km/h或160 km/h运行1×104 km后,滑板试样表面“蚀坑”部位的Cu含量较高。另外,滑板试样表面“亮带”部位较周边区域的Cu含量高,这与载流条件和一定运行速度下滑板试样与接触轨试样摩擦时发生的金属转移有关。

多边形激励下台架振动试验优化研究

IEC 61373标准是目前轨道车辆设备冲击和振动性能试验考核的主要依据,轨道/车辆安装设备实际时需满足各项冲击和振动试验相关性能要求。然而实际线路服役时频繁出现转向架悬挂件疲劳损伤情况,经线路测试发现,实际线路存在谐波激励振动工况,与IEC 61373随机振动工况不符,且其振动量级较大。文章通过车轮多边形及转向架振动测试,分析出转向架30~100 Hz的谐波振动与车轮多边形具有较高相关性,基于现车实测数据,开展了多边形激励下台架试验优化研究,为地铁车辆转向架悬挂架可靠性考核提供参考。

配方和测试方法对NBR鞋底磨耗的影响

一篇关于碳纳米管类型和填充量对标准轮胎胎面胶料耐磨性影响的文章发表在2023年1月的《橡胶世界》上。另一个希望提高耐磨性的消费产品是鞋底。在这项研究中,对一种NBR工作靴的大底胶料进行了多项改进,并进行了各种磨耗测试。鞋底承受的正常载荷可能比轮胎胎面承受的载荷小1个数量级。然而,它们在使用中确实遇到许多相同的表面。因此,研究人员决定对这些鞋底胶料进行多项与之前研究相同的测试。轮胎胎面胶料测试采用阿克隆橡胶开发实验室(ARDL)的角式磨耗试验机,对评估轮胎胎面胶料来说是极好的测试。鞋底胶料使用NBS磨耗试验机进行评估,该磨耗试验机最初是为测试鞋底胶料而开发的。在本研究中,ARDL选择使用ASTM D 5963方法B;而在之前的研究中使用了方法A。

封严涂层可磨耗性测试用高温超高速可磨耗试验装置

为评价航空发动机气路密封中封严涂层材料在极端工况下的可磨耗性能,自主研制了一套模拟涂层与转子部件之间摩擦磨损行为的高温超高速可磨耗试验装置。采用大功率交流电机经由增速设备驱动主轴和试验轮盘-叶片结构高速稳定运转;采用高精密XY双向进给平台带动涂层试样进行径向和轴向进给,实现与高速旋转叶片的碰磨;通过超音速火焰加热涂层试样模拟其高温工况;高速碰磨产生的碰磨力、冲击加速度、摩擦热分别通过三向测力仪、加速度传感器、红外测温仪进行测量,并由高速数据采集系统进行高频采集、存储和分析。试验装置可实现叶尖线速度20~450 m/s、径向和轴向进给速率2~2 000μm/s、最高加热温度1 200℃的磨耗试验,试验过程稳定、结果可靠。

基于洛杉矶磨耗试验和图像分析道砟劣化研究

通过洛杉矶磨耗试验研究道砟劣化,基于激光三维扫描及图形分析法,分析道砟洛杉矶试验前后三维图形信息,研究道砟体积、形状、尖角和表面粗糙度等几何特性变化,同时和磨耗试验结果进行比较,揭示道砟劣化机理及劣化表现形式。研究结果表明：道砟劣化形式主要为尖角折断,最大磨耗值范围在4.0-9.0 mm,平均磨耗值在1.0 mm以内;单个道砟磨耗率随着道砟粒径增大而增加。研究结果对道砟标准控制、劣化评估及养护维修具有参考意义。

沥青混凝土防滑磨耗层防滑性能加速试验方法的研究

通过对沥青路面防滑性能衰变机理的分析 ,研制开发了小型设备———加速磨耗仪 ,建立了加速磨耗的试验方法。并应用该试验方法对防滑磨耗层用沥青混合料防滑性能衰变规律。

V型牙科磨耗试验机的研制及应用

该机采用V形摆动臂来驱动磨耗部分沿斜面作往复磨耗运动,V形摆动臂通过连接杆与减速电机轴上的偏心轮连接。磨耗部分可以夹持各种不同的对磨体,并可施加10～500g的磨耗压力,测试试样和对磨体在磨耗过程中始终浸于磨耗介质中。在磨耗试验前和试验后,测定、记录试样的质量、外形,比较前后的变化,可计算出试样的磨耗率及表面磨损的形态情况。

基于正交试验的PCD材料磨除率和磨耗比的研究

通过金刚石砂轮刃磨聚晶金刚石(PCD)材料的正交试验,对各刃磨工艺参数包括砂轮的速度v、工作台调定压力Fa、进给量f对刃磨时磨除率Q和磨耗比G的影响,做了系统的研究,并通过回归分析得出了磨除率和磨耗比的回归方程。试验结果表明,进给量是对磨除率和磨耗比影响最大的因素,且随着进给量的增大,磨除率和磨耗比都呈明显增大的趋势,而砂轮的速度和工作台调定压力对磨除率及磨耗比的影响均不显著。

超薄磨耗层NovaChip~层间抗剪强度试验研究

超薄磨耗层NovaChip是近年发展起来的一种新型预防性养护技术,具有抗滑性能好、表面强度高、行车噪音低、防水性能突出等特点。超薄磨耗层技术使用效果的好坏与其混合料级配、温度、层间粘结材料性能及其洒铺量有着密切的关系。该文以室内模拟试验为基础,以AC-13模拟原路面、NovaChip(C型)混合料作为磨耗层,制作复合型试件,采用多功能层间测试试验仪对试件进行直接剪切试验,研究了乳化沥青洒布量及温度对超薄磨耗层层间粘结能力的影响。结果表明:超薄磨耗层的抗剪强度并不是随着乳化沥青洒布量的增加而增大,而是存在一个最适合的乳化沥青洒布量。不同试验温度下,NovaChip路面结构的最佳乳化沥青洒布量是不一样的,最佳乳化沥青洒布量随着温度的升高而减小,表明超薄磨耗层在常温时需要的最佳层间粘结料(乳化沥青)用量比高温时的最佳用量稍大一些。

用室内磨耗试验机研究胎面胶的耐磨性和抗湿滑性

使用室内磨耗试验机LAT100研究含NR、SBR、BR及不同品种炭黑胎面胶的耐磨性和抗湿滑性。结果表明,在各种使用条件下,BR耐磨性最佳。其中在极苛刻条件下,SBR耐磨性略优于NR;在温和路面条件下,SBR耐磨性略低于NR。抗湿滑性大小顺序依次为SBR,NR,BR。在极苛刻路面条件下,轮胎胎面胶建议使用N220和N330系列炭黑;胎面胶采用炭黑N234和N375,其耐磨性基本相同。

用水泥改善开级配路面抗滑磨耗层耐水性的试验研究

使开级配抗滑磨耗层(OGFC)具有较好的耐水性能是其组成设计的技术关键。为研究水泥取代矿粉后对OGFC混合料耐水性的改善效果,首先确定了不同水泥取代率的OGFC混合料配合比,然后按照规范规定的试验方法进行了浸水马歇尔试验和冻融劈裂试验。结果表明:适量的水泥取代矿粉后对OGFC混合料的耐水性能有明显的改善效果,水泥的最佳掺量为矿料总量的1.4%。

基于加速磨耗试验的钢渣-橡胶沥青混合料抗滑性能

为研究钢渣-橡胶沥青混合料的抗滑性能,通过钢渣替换不同比例粗集料的形式,设计控制试验变量,制备AC-13钢渣-橡胶沥青混合料(AC-13 steel slag-rubber asphalt mixture,ASSAM),采用室内加速磨耗试验,研究了不同粗集料分维值的级配和不同钢渣掺量对ASSAM抗滑性能的影响;采用抗滑衰减率研究ASSAM的抗滑性能衰减程度;采用指数模型研究了ASSAM的抗滑衰变规律;基于抗滑性能研究结果推荐了ASSAM最佳钢渣掺量。结果表明:ASSAM短期抗滑性能和长期抗滑性能良好;减小级配粗集料分维值或增加钢渣掺量对其抗滑性能均有较好的提升作用,但减小级配粗集料分维值的作用更加显著;ASSAM的抗滑性能随钢渣掺量的增加而提高,结合其路用性能和体积安定性,推荐40%作为最佳的钢渣掺量。

集料磨耗试验机的研制及其精度试验

本文首先介绍了转盘式（道瑞式）集料磨耗试验机的研制情况，包括原理、结构以及设计参数的选择。本文还详细介绍了按国际标准进行的精度试验。精度试验的结果说明转盘式磨耗试验机的重复性和再现性符合要求；试验数据准确、可靠。

橡胶履带道路磨耗性能试验设计与研究

简要分析了一种橡胶履带的结构,设计了一种将垂向碾压力与水平通载位移组合加载的双压滚磨耗试验方案,并与单压滚磨耗、啮合磨耗试验方案进行了分析比对,重点通过双压滚磨耗试验方案研究了不同垂向碾压力、不同水平通载速度对橡胶履带磨耗性能的影响。结果表明,试验设计与实际工况一致,双压滚磨耗试验更能准确反映出橡胶履带的磨耗性能,橡胶履带的磨损情况与碾压力和水平通载速度成正比,试验研究成果为橡胶履带的研发和试验起指导作用。