搅拌摩擦焊在轨道交通领域的应用现状与发展前景

从搅拌头几何特征对焊接过程的影响、动车组车体部件的搅拌摩擦焊与钢轨的搅拌摩擦焊3方面总结了搅拌摩擦焊技术在轨道交通领域的应用现状与发展前景。在搅拌摩擦焊过程中,搅拌头几何特征会影响焊接产热与材料流动,进而影响接头性能。因此,应合理设计搅拌头的轴肩形状与尺寸、搅拌针形状与尺寸及搅拌针螺纹。目前,动车组车体部件主要材质为铝合金,其搅拌摩擦焊工艺已较成熟。随着交通运载装备制造领域对轻量化的需求进一步增大,部分车体部件中开始采用镁合金,其搅拌摩擦焊是未来的研究方向。其中,铝-镁异质合金中对于IMCs的调控是研究重点。在钢轨搅拌摩擦焊方面,采用低转速与低焊接速度的方式,可以抑制马氏体组织形成,满足中国铁道行业标准的要求。在此基础上提升焊接效率,是未来研究的关键。

用钢铝复合轨的形式解决刚性接触网异常磨耗

城市轨道交通目前多采用刚性架空接触网供电方式为电客车提供电能动力。刚性接触网运营成本低,可靠性高,维修简单,事故状态失效破坏范围小,但是刚性接触网磨损比较快,弓网磨耗严重将会大大减损接触网使用寿命,增加运营成本。以天津地铁6号线为例,提出用架空的钢铝复合轨代替刚性接触网的方式来改善接触网磨耗情况,促进弓网良好匹配,提高设备质量,保证设备安全。

城市轨道交通供电系统钢铝复合轨耐磨性试验方案研究

在介绍城市轨道交通供电系统钢铝复合轨耐磨性试验的要求和原方案基础上,依据CJ/T 414—2012《城市轨道交通钢铝复合导电轨技术要求》,结合受流器受流过程和钢铝复合轨磨耗情况,提出钢铝复合轨耐磨性试验新方案,并与钢铝复合轨耐磨性试验原方案进行对比分析,开展验证试验。试验结果表明:与钢铝复合轨耐磨性试验原方案相比,新方案试验条件、磨耗比计算模型与实际应用更接近,采用直接测量方法测量钢铝复合轨耐磨性试验前后高度,计算得到的磨耗比结果更加准确可靠。

工业污染区架空导线腐蚀状态评价及机理研究

通过工业污染区架空线路导线的外观形貌观察、腐蚀坑深度测量、抗拉强度、伸长率、扭转次数及电阻率等理化及电气试验,以及与同型号新导线检测结果的数值比对,探究导线腐蚀对其力学、导电及防腐性能的影响,另外,通过铝线及镀锌钢线的断口分析、腐蚀物成分、镀锌钢线的镀层厚度观测,研究工业污染环境下钢芯铝绞线的腐蚀机理及控制措施,提出了新的镀锌钢线锌层厚度检测评估方法,为架空输电线路腐蚀状态评价及运维检修策略提供技术依据。

计及断股角度的高压输电导线钢芯漏磁场矢量计算与分布规律研究

针对现有钢芯断股漏磁场的研究中只考虑断股的长、宽、深等几何参数,鲜见涉及股线断口角度对漏磁场影响的问题,建立钢芯漏磁检测装置的三维有限元模型,分析12种断股角度工况下漏磁矢量B_(x)、B_(y)与B_(z)的分布规律,并将3种矢量进行对比,得到对断股最敏感的矢量方向。结果表明,矢量B_(x)和B_(y)呈多峰形态,且以断股角度90°为分界点,正负峰分布特征相反,而矢量B_(z)在断股角度90°时因断股宽度影响出现多峰,其他工况均为单峰形态。对比各矢量峰值发现,矢量B_(x)和B_(y)在各工况下正负峰值均较为相近。矢量B_(z)峰值远大于B_(x)和B_(y)峰值,断股角度90°时差值最大,B_(x)与B_(y)正峰值分别仅为B_(z)正峰值的4.5%和2.2%,负峰值绝对值仅为B_(z)正峰值的1.5%和2.9%。矢量B_(z)对钢芯断股最敏感,霍尔元件应垂直于导线表面布置以拾取矢量B_(z),此时漏磁信号检测最为有效。

城市轨道交通钢铝复合接触轨供电系统发展综述

钢铝复合接触轨是我国城市轨道运输中的重要动力来源,而在早期使用的接触轨大多为低碳钢制。钢铝复合式接触轨在国内外已有较多的使用,具有良好的稳定性、较低的故障率,并且具有很好的发展潜力。该文将从钢铝复合结构轨道设计入手,对我国城市轨道交通供给体系的发展进行了研究,并对其结构、形式进行了详细的分析,以期为今后的发展提供有益的借鉴。

低碳钢导电轨线路扩能提升换轨技术方案浅析

本文提出了低碳钢导电轨扩能提升为钢铝复合导电轨的技术解决方案,对比了两种导电轨的性能及结构特点,分析了低碳钢导电轨更换为钢铝复合导电轨面临的问题。重点讨论了换轨过程中关键零部件绝缘支撑、膨胀接头及端部弯头的技术方案,并研究了两种导电轨对接、过渡技术方案,分别提出了具体可行的实施方案,指出了换轨工程实施中需要注意的问题及重点。

悬浮沙粒对钢芯铝绞线电场强度分布的影响

以钢芯铝绞线(ACSR)为研究对象,利用有限元法建立仿真模型,计算分析沙尘参数以及ACSR最外层铝股数对绞线电场分布的影响。研究结果表明:沙粒会加剧绞线表面电场和绞线附近空间电场的畸变,沙粒粒径、浓度、带电量和线路运行状态对绞线表面及附近空间电场有明显影响,且沙粒所带负极性电荷对电场造成的畸变比正极性电荷更严重。绞线截面积相同情况下,绞线表面电场强度极大值随最外层铝股数增加而减小。研究沙粒参数对ACSR电场分布特性的影响,可为沙尘环境下ACSR选型及设计提供理论依据。

基于有限元模型的谐波对钢芯铝绞线载流量影响的定量分析

伴随着新能源与电力电子设备的广泛接入,输电线路的谐波问题愈发突出。针对谐波对输电线路载流量的影响机理不清,定量分析手段匮乏等突出问题,提出了一种评估谐波对钢芯铝绞线(aluminum con-ductor steel reinforced,ACSR)载流量影响的新方法。首先,通过使用贝塞尔函数求解ACSR的麦克斯韦方程组,推导ACSR内部电流密度分布的表达式,从而解析化的表征谐波与ACSR载流量间的作用机理。基于此,进一步利用热平衡方程建立输电线路载流量的解析表达式,从而定量评估谐波热效应对载流量的影响。理论分析结果表明:谐波的存在会降低ACSR的最大载流量,其作用机理为谐波下的交流电阻会使线路电阻增大,导致在同等线路温度下基波所产生的热量极值减小,从而使得最大载流量进一步降低。最后,在COMSOL软件中建立了ACSR的二维有限元模型,通过注入不同分量的谐波来验证该方法的有效性和准确性。

铝包钢芯耐热铝合金型线绞线在500 kV输电线路中的应用

文章结合广东某500 kV输电线路增容改造工程,对常用的增容导线进行综合比选分析,通过对4种增容导线的载流量、弧垂特性以及经济性进行分析比较,在500 kV线路工程中增容量达到50%时,铝包钢芯耐热铝合金型线绞线的载流量和弧垂均能满足线路增容要求,而且经济效益最优。

钢轨铝热焊接接头超声波探伤异常反射波分析

基于超声波检测钢轨铝热焊接接头,可以通过观察探伤异常反射波的形式,来达到准确判断焊接缺陷位置、缺陷范围的目的,真正实现了无损检测。同时,超声波探伤还具有速度快、效率高的特点,使得该技术得以广泛使用。文章围绕钢轨铝热焊接接头超声波探伤异常发射波展开深度分析,全面介绍伤波形成的原因与伤波分析方法,使之能够更好地应用到钢轨铝热焊接接头缺陷检测工作当中,切实保障钢轨热铝焊接质量。

钢轨铝热焊头断裂原因分析

本篇详细探讨了钢轨铝热焊头断裂的概述、影响因素和机理分析,并提出了预防措施。首先介绍了钢轨铝热焊的基本原理和构成,然后描述了焊头断裂现象,包括导致断裂的各种因素。接着分析了热焊参数、材料特性以及前处理和后处理工艺对焊头质量的影响。最后,提出了优化热焊参数、选择合适的材料以及改进前处理和后处理工艺等预防措施,以降低焊头断裂的风险,确保铁路轨道的安全和可靠性。

地铁钢铝复合式第三轨/受电靴载流摩擦磨损特性研究

通过对销-盘摩擦磨损试验机的夹具和控制部分进行改进,研制出载流摩擦磨损试验装置,并采用该装置研究了地铁钢铝复合式第三轨与受电靴摩擦副之间的载流摩擦磨损特性,采用激光三维共焦扫描显微镜和电子能谱仪等微观手段,结合电接触理论分析了摩擦副的载流摩擦磨损机制.结果表明:存在1个法向压应力阈值,当试验的法向压应力大于此阈值时,摩擦系数随着电流的增加而增大,此时电流增加了机械磨损;而当法向压应力小于此阈值时,摩擦系数随着电流的增加而减小,此时电弧烧蚀材料损失量较机械磨损大;钢铝复合式第三轨的主要磨损机制为粘着磨损和磨粒磨损;钢铝复合式第三轨授流时,在一定的列车运行速度下法向压应力阈值是最佳的工作压应力,既能保证顺利授流,又使得摩擦副材料的磨损量较小,确保行车安全,降低维护频率,节约地铁运行成本.

有无电流工况下钢铝复合轨/受电靴的摩擦磨损特性

利用改进设计的销盘摩擦磨损试验机,研究了用于地铁供电的钢铝复合轨与受电靴在有无电工况下的滑动摩擦磨损性能,对比了磨损量与摩擦因数的变化,观察和分析了微观磨损形貌,分析了其摩擦磨损机制。试验表明:电流对摩擦副的干摩擦滑动行为具有显著的影响,随着电流的增加,钢铝复合轨和受电靴的磨损质量增加,摩擦因数减小,摩擦表面出现粘着磨损、电弧烧蚀、磨粒磨损、疲劳剥落特性。

钢芯铝绞架空导线微动疲劳断口形貌

在自制的微动疲劳试验装置上进行钢芯铝绞导线(ACSR)的微动疲劳试验,采用扫描电子显微镜观察分析内、外层铝股线断口特征,研究其微动疲劳断裂机制。结果表明:铝股线的断股大多发生于导线与线夹的最后接触点处。微动振幅为1.0 mm时,在较低循环周次下(1.6×107),铝股线只发生正断;随着循环次数增加,铝股线断股数量增加,且发生45°及"V"形断裂。铝股线疲劳断口由疲劳源区、疲劳裂纹扩展区、瞬断区构成,呈现弯曲疲劳和扭转疲劳两种不同的断裂方式。

重轨钢无铝脱氧工艺的研究

钢中铝夹杂对重轨钢性能有较大影响,其中铝脱氧钢中Al2O3夹杂是钢轨产生疲劳断裂的主要原因,减少重轨钢中Al2O3夹杂是很有必要的。因此,重轨钢的冶炼采用无铝脱氧工艺。针对重轨钢无铝脱氧的特点,对冶炼过程钢中铝含量控制、钢包炉扩散脱氧工艺、真空碳脱氧工艺和钙处理夹杂物控制进行研究。并把该技术应用到实际生产。结果表明,采用无铝脱氧工艺,通过控制炉渣组成、RH碳脱氧技术及钙处理工艺可把钢中w([O])降到20×10-6以下,满足洁净重轨钢的要求。

钢铝复合导电轨制造技术的探讨

钢铝复合导电轨具有导电性好、耐磨损、重量轻、寿命长等优点。介绍钢铝复合导电轨在三轨系统中的作用、工作原理、结构和常用材料。世界上钢铝复合导电轨制造技术,可归纳为机械结合、机械/冶金结合、冶金结合三大类。分析上述制造技术的结合性质、结合原理及结合特点,提出一种具有发展潜力的复合导电轨的制造技术———铝合金半固态浆料与钢复合成形技术。

钢铝混合汽车前纵梁的耐撞性优化方法比较

为了解决汽车前纵梁碰撞时峰值碰撞力和吸能量之间的矛盾,通过对前纵梁前端使用铝合金、后端使用高强度钢板,提出了一种钢铝混合前纵梁结构.以纵梁两端所用材料类型及厚度为组合变量,建立了该结构轻量化和耐撞性多目标优化问题的数学模型,并对多项式、Kriging和径向基函数(RBF)3种常用近似模型解决该特定问题的适用性进行了研究.结果表明,RBF更适合作为近似模型解决材料类型和板厚的组合优化问题,且优化后的前纵梁结构能在改善耐撞性的同时,显著提高轻量化水平.

220kV钢芯铝绞线断股事故化学分析

针对220kV钢芯铝绞线断股事故,进行了铝绞线腐蚀产物的成分分析,分析了引起腐蚀的原因,指出应重视化学监督在电网中的作用。

钢芯铝绞线绞线间接触与磨损分析

根据架空输电导线的受力特点,建立了钢芯铝绞线局部接触模型。利用有限元分析了不同张力下铝绞线间的接触应力,从微观形貌分析了导线表面的黏着区与滑移区的分布特点,并通过两者的对比,获得了导线层间线股的磨损机制。结果表明,黏着区主要位于接触应力较大的接触区域中部,滑移区分布于接触应力较小的接触区域边缘。在黏着区,导线表层铝组织在高接触压力作用下破裂、塌陷,而滑移区的表层铝组织呈片状滑移、剥落。