WJ7-B型轨下橡胶垫板服役状态研究

WJ7-B轨下橡胶垫板在我国高速铁路中被广泛应用,在扣件系统中起着重要的作用。本文选取年通过总重相近、所处气候差异较大的广深港高速铁路与京哈高速铁路为铺设线路,以WJ7-B轨下橡胶垫板为研究对象,通过现场铺设,调研抽取样品,然后进行检测分析,研究其在不同环境下的服役状态和性能变化规律。结果表明:随应用时间增长,WJ7-B轨下橡胶垫板的整体外观良好,厚度、拉断伸长率会随之减小,静刚度、拉伸强度、200%定伸应力、压缩永久变形性能会随之增大。环境的温度和湿度会影响WJ7-B轨下橡胶垫板的厚度、刚度及物理性能变化,高温高湿环境下的垫板厚度及物理性能变化小,静刚度变化大。

WJ-7型无砟轨道扣件扣压力损失的室温蠕变试验研究

为了探讨室温（常温）蠕变对无砟轨道扣件扣压力损失的影响,通过试验研究分析室温蠕变对WJ-7型扣件扣压力的损失。分别进行保持扣件变形不变与保持初始扣压力不变的2组（各5套扣件）试验,在组装好的扣件相应位置埋设压应力传感器以测量扣件扣压力,在保持一定扣压力情况下,用T形螺栓螺母位移的变化表示弹条的蠕变变形量,对比分析2种情况下扣件蠕变规律及其对扣压力的影响。试验表明：在初始扣压力为10 kN,分别保持扣件弹条变形不变和保持扣件扣压力不变情况下,弹条蠕变分别为1.45 mm和2.12 mm,若都转化成扣压力的损失,则分别为1.00 kN和1.46 kN,且二者蠕变都是前期快后期慢,但后者蠕变时间更长,且蠕变量更大；在无车辆荷载作用下,轨下垫板变形是弹条变形的1/50~1/80,对弹条蠕变变形的影响可以忽略。

WJ-7型无砟轨道扣件弹条强度分析

为了分析WJ-7型扣件弹条成型后的强度和工作时的受力状态,首先通过拉伸试验得到成型后弹条材料的抗拉强度;然后采用MIDAS有限元软件进行数值模拟,得到弹条在不同扣压力下的等效应力分布规律;最后通过应变电测方法,得到弹条在不同扣压力下各测点的等效应力。结果表明:不同扣压力作用下弹条最大等效应力均在弹条跟端位置,且在扣压力为12 k N时弹条跟端等效应力超过弹条的抗拉强度,但由于预压和抛丸工艺对弹条表面的强化作用,不会导致弹条失效。

典型环境条件对WJ-7型扣件B类橡胶垫板静刚度的影响

我国高速铁路无砟轨道广泛采用WJ-7型扣件B类橡胶垫板(简称WJ-7B垫板),其静刚度直接影响车辆运行的稳定性。选取不同环境特点的8条高速铁路的代表性路段,对其WJ-7B垫板的使用情况进行现场调研;利用试验机模拟紫外线、臭氧、高温高湿、高温、低温5种典型老化环境,测试WJ-7B垫板在不同条件下的静刚度变化,分析不同环境条件对垫板静刚度的影响规律。结果表明:垫板静刚度受高温、高温高湿影响最大,其中高温是静刚度增大的主要原因,而湿度对静刚度的影响甚微;其次为紫外线、臭氧;低温对垫板静刚度影响较小,且其影响是一个可逆的过程。建议从改善材料的耐高温老化性能方面对产品进行优化,提高WJ-7B垫板刚度的稳定性。

高速铁路WJ-7、WJ-8型扣件减振性能试验研究

在同时使用WJ-7、WJ-8型扣件的高速铁路无砟轨道线路上,进行现场锤击试验和线路动态行车试验,获得2种扣件轨道跨中轨头、扣件上方轨头以及轨道板振动响应结果,评估2种扣件系统减振效果。力锤敲击试验结果表明WJ-8型扣件轨道垂向振动衰减量比WJ-7型扣件轨道高20 dB左右。高速列车通过时,WJ-8型扣件轨道对钢轨振动有更好的衰减,主要由于CRTSⅡ型板式轨道为纵连式,CRTSⅠ型板式轨道为弹性支承单元板式,结构差异较大。研究结果可为高速铁路轨道结构减振方式的优化、设计、研究提供参考。

沪宁城际WJ-7B型扣件螺栓轴力衰减规律与复紧周期探讨

高速铁路扣件系统是轨道弹性、轨距、水平调整能力的主要提供者，扣件的可靠性关系到列车运行的安全性和旅客乘车的舒适度等，对于WJ-7B型弹性分开式扣件，其功能的正常发挥很大程度上取决于锚固螺栓的预紧力是否足够。以沪宁城际WJ-7B型扣件系统为例，推导扣件系统螺栓轴力计算方法;结合现场转角侧试结果计算锚固螺栓轴力的衰减规律。研究结论为：螺栓轴力稳定在40～60kN，满足横向力校核结果，在此基础上确定了复紧周期为3-4年。

WJ-7B型扣件锚固螺栓松动原因及防松对策

高速铁路扣件在保证轨道稳定性、可靠性方面发挥着重要作用。对于有螺栓式扣件系统,锚固螺栓的可靠性很大程度上决定扣件系统功能的正常发挥。通过以沪宁城际铁路WJ-7B型弹性分开式扣件系统为例,总结扣件锚固螺栓松动的原因,分别从设计、施工和运营方面提出防松对策,进而提出相关的养护维修建议。

基于弹条与T型螺栓受力安全的WJ-7型扣件安装扭矩最大限值分析

为了合理确定高速铁路无砟轨道WJ-7型扣件安装扭矩最大限值,建立高速车辆-轨道耦合动力学模型,计算分析钢轨垂向动位移变化特征,进而构建WJ-7型扣件系统有限元模型。以钢轨位移和扣件安装扭矩最大限值为输入荷载,分析扣件安装扭矩对弹条及T型螺栓应力状态的影响,提出扣件安装扭矩最大限值的取值建议。结果表明:WJ-7型扣件弹条及T型螺栓所受应力随扣件安装扭矩的增大而增大;在扭矩作用下,T型螺栓应力较大区域为根部和中部,弹条应力较大区域为前肢、中肢和后肢,且前肢所受应力最大;对于时速250、300、350 km高速铁路,为保证WJ-7型扣件系统弹条及T型螺栓受力安全,应避免T型螺栓安装扭矩过大,建议其安装扭矩最大限值分别取140、130、120 N·m。

WJ-7型扣件横向阻力试验研究

为确定轨条碎弯时WJ-7型扣件的横向刚度取值,在实验室条件下,对一段安装了一组扣件的短钢轨加载横向力,测量扣件铁垫板和钢轨截面轨头、轨腰、轨底的横向位移,考虑到试验误差,只取均匀性较好5组数据分析横向力与位移之间的关系。试验结果表明:铁垫板位移随横向力的加载呈线性增加;以铁垫板产生单位位移所需施加的横向力表征横向刚度,常阻力扣件横向刚度在143.7～162.1 kN/mm,小阻力扣件横向刚度在130.2～138.9 kN/mm;钢轨截面各位置横向位移曲线由二次抛物线和直线两部分组成。

聚四氟乙烯胶垫配套WJ-7型扣件纵向阻力特性研究

为得到采用聚四氟乙烯胶垫的WJ-7型扣件纵向阻力特性,在不同工况下对扣件纵向阻力进行试验测试,并建立桥上CRTSI型板式无砟轨道无缝线路计算模型,分析采用聚四氟乙烯胶垫扣件系统在桥上无缝线路的使用性能。研究结果表明:对比普通胶垫,WJ-7型扣件采用聚四氟乙烯胶垫可以显著降低扣件纵向阻力,但容易发生胶垫窜出现象,将聚四氟乙烯胶垫与普通胶垫作黏结处理后对其纵向阻力影响很小;扣件纵向阻力随聚四氟乙烯胶垫厚度增大而减小;轨底作除锈处理对采用普通轨下胶垫与复合胶垫的扣件系统纵向阻力影响较大,对采用聚四氟乙烯胶垫扣件系统纵向阻力影响很小;与采用复合胶垫相比,扣件系统采用聚四氟乙烯胶垫时钢轨附加力及纵向位移会略微增大,当胶垫窜出时,在桥端2块轨道板采用聚四氟乙烯胶垫可明显减小钢轨附加力及纵向位移,并显著降低凸型挡台承受的纵向力。

WJ-7型扣件在列车冲击下动力仿真分析

为了分析WJ-7型扣件弹条在列车高速运行下所引起的铁轨对弹条的冲击影响,采用Midas FEA有限元软件建立详细的扣件系统有限元模型,基于车辆-轨道耦合动力学理论,分析WJ-7型扣件弹条在安装过程中的受力及列车冲击荷载作用下的受力特性,对比分析静力与冲击力下的应力大小与位置和不同冲击力下的应力位置与大小。弹条在1、2和3k N冲击力作用下,弹条的最大应力发生在与铁垫板接触的部位,最大应力为1853MPa。10k N的扣压力下的静力分析,弹条的最大应力同样发生在与铁垫板接触的部位,最大应力为1765MPa。随着列车的反复通过,弹条容易在这区域萌生裂纹最终裂纹扩展导致弹条发生疲劳断裂。数值分析结果与现场多处弹条断裂破坏位置吻合,分析结果可为以后弹条的设计,优化,安全提供参考依据。

WJ-7型高速铁路扣件胶垫刚度温变性的测试与分析

研究WJ-7型扣件胶垫刚度值在环境温度20^-60℃的变化规律,探讨其温变刚度对轮重减载率与扣件支反力的影响。利用配备温度箱的万能试验机,进行WJ-7型扣件胶垫温变刚度试验,论述和分析试验过程及结果。分析WJ-7型扣件胶垫刚度的温变性对列车动力特性及钢轨动力响应的影响,得出WJ-7型扣件胶垫刚度的温变性对CRH_2型动车组的轮重减载率影响显著;在-20℃低温时,WJ-7型扣件胶垫的温变性对高速铁路扣件支反力有明显影响等结论。

WJ-7型扣件弹条试验及疲劳性能研究

通过对WJ-7型弹条进行试验研究,采用两种方法控制施加荷载,一种是施加不同大小的荷载,从32.5 kN开始以2.5 kN为增量增加到37.5 kN;另一种是通过施加不同荷载所对应的位移幅值来控制,将荷载从32.5 kN增加至37.5 kN,其中以25 kN时的平衡位置为中值并作为控制位移。通过线性拟合和指数拟合得出结论可知,在压力控制下,37.5 kN荷载时试样寿命较短,弹条产生塑性变形,弹条扣压力小于正常扣压力值9 kN,中圈位移接近位移上限,弹条失效。32.5 kN荷载时疲劳循环次数增多,但曲线变化趋势不变,弹条最终失效断裂。对于以荷载对应的位移幅值控制的弹条,整体变化情况与压力控制下相似,但扣压力和中圈位移的变化范围相对于压力控制下增大,变化趋势与压力控制下一致,最终均以弹条扣压力<9 kN、弹条中圈位移接近上限而失效断裂。

WJ-7型扣件弹条静力研究与模拟分析

通过建模模拟WJ-7型扣件在施加不同螺栓预紧力情况下,弹条所受应力变化情况,与WJ-7型扣件在静载试验下所得试验结果做对比。研究发现,对WJ-7型扣件施加不同的荷载,其应力最大值均出现在弹条弯折处后端大圆弧内侧,确定其为应力集中点,即弹条最危险的位置。通过对比不同大小的荷载产生的应力值与弹条的屈服强度相比较,得知25 kN荷载下,弹条所受最大应力为1568.2 MPa,接近WJ-7型扣件的屈服强度,当荷载为27.5 kN时,弹条所受最大应力值超过弹条本身屈服强度,由此得出,WJ-7型扣件安装的最佳应力为25 kN,且分析得出WJ-7型扣件弹条所受应力值与施加荷载成正比关系。

WJ-7FB矿用多功能铲运机全液压转向系统设计

介绍了全液压转向系统的构成,阐述了液压转向系统油路状态,对比分析了定量泵、恒压泵和负载敏感变量泵全液压转向系统的特点,完成了WJ-7FB多功能铲运机恒压闭芯无反应转向系统的设计。

高速铁路WJ-7B型扣件高精度快速安装定位专用工装研究

以沪宁城际铁路CRTSⅠ型无砟轨道扣件安装为基础,介绍了高速铁路WJ-7B型扣件高精度安装定位专用工装的研发、使用及试验验证情况。通过解决WJ-7B型扣件精确定位安装问题,为减少后期钢轨精调工作量提供了技术保证,进而带来较大的经济效益。

WJ7、WJ8型扣件纵向阻力现场试验与研究

我国客运专线无砟轨道设计中广泛采用WJ 7、WJ 8型扣件,其扣件纵向阻力是进行无缝线路设计的重要参数。为合理确定WJ 7、WJ 8型扣件纵向阻力,设计一种有效的无砟轨道扣件纵向阻力测试方案,简述基本原理,通过在武广客专武汉综合试验段对WJ 7、WJ 8型常阻力扣件及WJ 7、WJ 8型小阻力扣件的纵向阻力现场测试,以及对实测数据的数理统计分析,确定了WJ 7、WJ 8型扣件纵向阻力的合理取值,研究结果可为无砟轨道无缝线路设计扣件纵向阻力取值提供参考。

室温蠕变对WJ-7型无砟轨道扣件扣压力损失的试验研究与分析

扣件技术是无砟轨道结构关键技术,为保证行车绝对安全和旅客乘坐的舒适性,要求钢轨扣件具有足够的扣压力,文章通过试验研究蠕变对WJ-7型扣件扣压力损失的影响.分别进行保持扣件变形不变与保持初始扣压力不变的两组(各5套扣件)试验,在组装好的扣件相应位置埋设压应力传感器以测量扣件扣扣压力,在保持一定扣压力情况下,用T型螺栓螺母位移的变化表示弹条的蠕变变形量,对比分析两种情况下扣件蠕变规律及其对扣压力的影响.试验表明:在初始扣压力为10 k N,分别保持扣件弹条变形不变和保持扣件扣压力不变情况下,弹条蠕变分别为1.45 mm和2.12 mm,若都转化成扣压力的损失,则分别为1.00 k N和1.46 k N,且二者蠕变都是前期快后期慢,但后者蠕变时间更长,且蠕变量更大.理论分析还表明:应力水平对蠕变影响很大,应力水平大,蠕变发展迅速.

老化作用对无砟轨道扣件橡胶垫板刚度影响的试验研究

WJ-7B型扣件是我国高速铁路无砟轨道采用较多的一种扣件,扣件的橡胶垫板提供轨道结构的弹性,对高速列车运营舒适性有重要影响。结合橡胶的材料特性,通过橡胶老化和疲劳试验,分析了材料老化对橡胶垫板刚度的影响。试验结果表明,在-40℃和+23℃环境温度下,老化作用对橡胶垫板原有疲劳性能略有改变;而+40℃环境温度下的疲劳试验,老化作用对橡胶垫板原有的疲劳性能影响较为明显,以疲劳前后静刚度变化率为例,老化后的橡胶垫板变化率为9.36%,未老化橡胶垫板变化率为15.76%。

WJ-7型扣件系统扣压力与疲劳寿命研究

弹条扣件系统对无砟轨道的稳定性、可靠性起到重要作用,而弹条折断为扣件系统中常见病害.WJ-7型扣件系统是我国客运专线常用,WJ-7型铁路弹条扣件系统中的弹条为W1型,因此对W1型弹条在不同交变载荷下的扣压力进行试验研究.结果表明:W1型弹条扣压力随载荷循环次数呈三阶段衰减;弹条的疲劳寿命与载荷幅值呈反相关关系;W1型弹条断裂性质为弯曲--扭转疲劳断裂.