高速与重载铁路钢轨损伤及预防技术差异研究 被引量：47

1

作者 刘启跃 王文健 周仲荣 《润滑与密封》 CAS CSCD 北大核心 2007年第11期11-14,68,共5页

结合多年的研究与调查,分析了高速与重载铁路钢轨损伤与预防技术的差异。钢轨侧磨与压溃是重载曲线段钢轨的主要损伤类型,而高速铁路钢轨主要表现为疲劳损伤特征;根据磨损与疲劳的相互制约与竞争关系,提出了高速与重载铁路钢轨选材及车... 结合多年的研究与调查,分析了高速与重载铁路钢轨损伤与预防技术的差异。钢轨侧磨与压溃是重载曲线段钢轨的主要损伤类型,而高速铁路钢轨主要表现为疲劳损伤特征;根据磨损与疲劳的相互制约与竞争关系,提出了高速与重载铁路钢轨选材及车轮型面选择的不同要求;阐述了高速与重载铁路钢轨不同曲线轨头非对称打磨技术的原理及应用。 展开更多

关键词 高速重载 钢轨损伤 磨损 疲劳 钢轨打磨

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基于应变模态变化率的钢轨损伤检测 被引量：12

2

作者 赵才友 王平 +2 位作者 全顺喜 曹洋 胡国祥 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期723-729,859,共7页

为了准确、快速检测出钢轨中的损伤及其损伤位置和程度,提出了基于应变模态变化率的钢轨损伤检测方法。以五跨钢轨为例,通过数值仿真分析和实验室足尺模型测试表明:基于频率的变化可判断钢轨发生损伤,但无法确定损伤的位置及程度;基于... 为了准确、快速检测出钢轨中的损伤及其损伤位置和程度,提出了基于应变模态变化率的钢轨损伤检测方法。以五跨钢轨为例,通过数值仿真分析和实验室足尺模型测试表明:基于频率的变化可判断钢轨发生损伤,但无法确定损伤的位置及程度;基于应变模态的变化和基于应变模态变化率的变化可判断钢轨发生损伤、确定损伤的位置和程度;损伤程度对于损伤识别的影响较大,损伤程度越大,损伤单元的应变模态变化率就越大,钢轨的前两阶应变模态变化率可以确定损伤的发生、位置及损伤程度。 展开更多

关键词 钢轨损伤 应变模态变化率 损伤位置 损伤程度

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基于Wav2vec2.0神经网络的轨道交通钢轨损伤压电阵列超声导波定位方法 被引量：2

3

作者 刘思昊 钱鲁斌 +1 位作者 梅曜华 邢宇辉 《城市轨道交通研究》 北大核心 2023年第6期101-105,110,共6页

鉴于普通超声波检测方法无法实现对轨道交通钢轨的长距离检测,基于超声导波的SHM(结构健康监测)技术难以从响应信号中提取损伤特征而影响损伤定位精度,提出了一种基于Wav2vec2.0神经网络的压电阵列超声导波定位方法对轨道交通钢轨损伤... 鉴于普通超声波检测方法无法实现对轨道交通钢轨的长距离检测,基于超声导波的SHM(结构健康监测)技术难以从响应信号中提取损伤特征而影响损伤定位精度,提出了一种基于Wav2vec2.0神经网络的压电阵列超声导波定位方法对轨道交通钢轨损伤进行定位。基于压电阵列超声导波数据的特点,对该方法进行了简要介绍。搭建了钢轨损伤的超声导波检测系统,并利用该系统进行数据集的采集。采用ABAQUS有限元软件建立钢轨损伤超声导波检测三维有限元模型,并利用该模型进行数据集的采集。利用小波信号处理方法对超声导波试验信号进行重构,以达到信号去噪的目的;在仿真信号中加入随机噪声,将叠加随机噪声后的超声导波仿真信号作为补充数据集;通过计算模型中钢轨损伤定位的准确率和误差对模型的性能进行评估。结果表明,当迭代轮次达到第120次时,训练样本的准确率达到100%。利用基于Wav2vec 2.0神经网络的压电阵列超声导波定位方法可实现轨道交通钢轨损伤的准确定位。 展开更多

关键词 轨道交通 钢轨损伤 压电阵列超声导波定位方法 Wav2vec2.0神经网络

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钢轨损伤的高效率探伤方法

4

《中国铁路》 北大核心 2007年第1期71-71,共1页

目前钢轨超声波探伤以超声波从钢轨头部人射探测的方法为主，但由于钢轨头顶面接触疲劳产生的龟裂沿着水平裂纹蔓延到下面，不久就会进展成达到探伤标准的横裂纹。在以往的探伤方法中，超声波被水平裂纹遮断，为此JR东日本公司采用按横... 目前钢轨超声波探伤以超声波从钢轨头部人射探测的方法为主，但由于钢轨头顶面接触疲劳产生的龟裂沿着水平裂纹蔓延到下面，不久就会进展成达到探伤标准的横裂纹。在以往的探伤方法中，超声波被水平裂纹遮断，为此JR东日本公司采用按横向裂纹的深度与水平裂纹的长度分别确定损伤等级的规则，将检测手段合并，并留有改善的余地。基于这个思路，开发了侧重检查横向裂纹的FG-50头部横向裂纹测定器；利用三维方式计算钢轨损伤形状、长度、深度、立体检测的3D超声波探伤器。这个3D超声波检测装置的原理是将一个压电元件发射的超声波用多个元件接收，对钢轨损伤裂纹进行三维捕捉。 展开更多

关键词 钢轨损伤 探伤方法 高效率 超声波探伤 水平裂纹 横向裂纹 检测装置 压电元件

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维也纳地铁路网由于滚动接触疲劳引起的钢轨损伤

5

《中国铁路》 北大核心 2011年第4期78-78,共1页

钢轨折断是不容忽视的课题。在维也纳地铁路网中，近几年出现了钢轨裂纹和破损现象。将钢轨问题分为2个范围：整体应力问题（将钢轨看成是一个整体）和局部应力问题（在轨头周围由于滚动接触产生的法向应力和剪切应力，随着滚动数量的... 钢轨折断是不容忽视的课题。在维也纳地铁路网中，近几年出现了钢轨裂纹和破损现象。将钢轨问题分为2个范围：整体应力问题（将钢轨看成是一个整体）和局部应力问题（在轨头周围由于滚动接触产生的法向应力和剪切应力，随着滚动数量的增加会导致钢轨踏面下材料破碎）。 展开更多

关键词 滚动接触疲劳 钢轨损伤 铁路网 维也纳 钢轨折断 剪切应力 局部应力 整体应力

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重载铁路小半径曲线钢轨型面非对称优化设计 被引量：1

6

作者 丁旺才 张建栋 +3 位作者 葛菲元 吴少培 李得洋 李国芳 《振动与冲击》 北大核心 2025年第6期272-281,共10页

为研究重载铁路小半径曲线钢轨型面优化问题,以外、内轨钢轨磨耗面积及滚动圆半径差为优化目标,在考虑减缓磨耗的同时对车辆通曲能力进行优化,运用克里格理论拟合目标函数得到相应的数学模型;通过非均匀有理样条曲线对钢轨廓形进行参数... 为研究重载铁路小半径曲线钢轨型面优化问题,以外、内轨钢轨磨耗面积及滚动圆半径差为优化目标,在考虑减缓磨耗的同时对车辆通曲能力进行优化,运用克里格理论拟合目标函数得到相应的数学模型;通过非均匀有理样条曲线对钢轨廓形进行参数化描述,结合第二代非支配遗传算法对目标函数进行求解得到优化目标对应的优化廓形,并从优化型面的磨耗性能、动力学性能、钢轨滚动接触疲劳及车轮磨耗性能等方面进行评价。结果表明:设计变量的范围对目标函数影响显著,优化设计变量范围后求解得到的最优廓形在磨耗面积和滚动圆半径差上的表现均优于初始设计变量范围对应的最优廓形;优化型面在磨耗指数、磨耗功及钢轨磨耗量方面均优于初始CN75型面,在轮对横移量等动力学性能方面也均优于初始CN75型面,可以更好保证列车运行的安全性和稳定性;在钢轨滚动接触疲劳方面,优化型面均优于初始CN75型面,其中右轨的优化效果最为显著;在车轮磨耗方面,优化型面与初始CN75型面对车轮的磨耗影响差异较小,外、内轨优化型面整体磨耗量较初始CN75型面有微幅减少,优化型面车轮磨耗性能优于初始CN75型面。 展开更多

关键词 轮轨磨耗 小半径曲线钢轨型面优化 设计变量影响效应 第二代非支配遗传算法 钢轨疲劳损伤

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地铁车辆频繁启停工况加速钢轨滚动接触疲劳损伤行为 被引量：3

7

作者 沈明学 戴晓龙 +3 位作者 肖叶龙 秦云飞 华李成 熊光耀 《铁道科学与工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第5期1645-1655,共11页

列车启停过程中轮轨接触应力复杂交变,近站点附近车辆频繁启停运行工况加速了钢轨滚动接触疲劳损伤。为深入了解地铁车辆频繁启停工况下的钢轨滚动接触疲劳损伤特性,利用轮轨滚动接触疲劳/磨损试验台(JD-DRCF/M)开展频繁启停工况下轮轨... 列车启停过程中轮轨接触应力复杂交变,近站点附近车辆频繁启停运行工况加速了钢轨滚动接触疲劳损伤。为深入了解地铁车辆频繁启停工况下的钢轨滚动接触疲劳损伤特性,利用轮轨滚动接触疲劳/磨损试验台(JD-DRCF/M)开展频繁启停工况下轮轨滚动接触疲劳试验。对比研究4种不同加/减速度工况下(0,400,800和1 200 r/min2)轮轨滚动接触界面黏着、钢轨磨耗和疲劳裂纹行为。研究结果表明:在干态环境中,加速工况显著降低了轮轨界面的黏着系数,其中:800 r/min2加速度下降幅最为明显;而进入水介质环境后,黏着系数出现瞬时极低值、加速度工况下的黏着系数降幅程度差异显著。加速度工况未引起钢轨的过高磨耗,但其对钢轨磨损形貌、表面粗糙度等的影响均较为显著,过高的加速度极易诱发钢轨以剥层机制失效并伴随表面粗糙度的大幅提升。钢轨磨耗与轮轨界面的剪切作用密切相关,加速度的存在往往不同程度地加剧了近表层钢轨材料的塑性变形和疲劳裂纹的萌生与扩展,使得裂纹扩展角、裂纹长度与数量均有不同程度地增加。因此,有必要开展实验条件下钢轨试样滚动接触损伤与实际现场钢轨损伤间的等效性评估,以利于指导近站点附近地铁车辆启停工况参数的优化。 展开更多

关键词 频繁启停 滚滑接触 钢轨损伤 表面剥落 疲劳裂纹

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基于机器视觉的钢轨表面损伤检测算法 被引量：9

8

作者 郝晓莉 李斌 《北京交通大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第2期28-34,共7页

钢轨表面损伤的检测对于铁路运输安全具有重要的意义.不同类型的损伤具有不同的成因和特征,单一的检测算法针对性和鲁棒性不强,应根据不同的损伤类型提出针对性的检测方法.本文针对鱼鳞纹损伤的规则方向性特征,提出了基于转动惯量等效... 钢轨表面损伤的检测对于铁路运输安全具有重要的意义.不同类型的损伤具有不同的成因和特征,单一的检测算法针对性和鲁棒性不强,应根据不同的损伤类型提出针对性的检测方法.本文针对鱼鳞纹损伤的规则方向性特征,提出了基于转动惯量等效椭圆的区域方向性计算和基于纵向区域直方图的区域方向性筛选算法;针对踏面剥离裂纹和浅层掉块损伤的呈带状分布的不规则、不连续和多凹陷特征,提出了基于多孔洞区域的骨架提取的检测算法.这两种算法均能有效地检测出相应损伤,为缺陷的分类识别提供参考. 展开更多

关键词 机器视觉 损伤检测 钢轨表面损伤 区域方向筛选 骨架提取

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钢轨材料局部激光熔覆自熔性合金涂层的磨损与滚动接触疲劳行为 被引量：4

9

作者 丁昊昊 谢天星 +4 位作者 王文健 祝毅 阳义 郭俊 林强 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1-13,共13页

激光熔覆技术可用于钢轨局部损伤表面的局部修复,但局部修复钢轨材料的磨损与滚动接触疲劳损伤规律尚不清楚。通过在钢轨试样表面切除凹槽来模拟局部损伤,在凹槽处激光熔覆Ni基、Fe基和Co基自熔性合金粉末,分析修复钢轨微观组织与硬度,... 激光熔覆技术可用于钢轨局部损伤表面的局部修复,但局部修复钢轨材料的磨损与滚动接触疲劳损伤规律尚不清楚。通过在钢轨试样表面切除凹槽来模拟局部损伤,在凹槽处激光熔覆Ni基、Fe基和Co基自熔性合金粉末,分析修复钢轨微观组织与硬度,然后利用双轮对滚试验研究局部修复钢轨试样的磨损与滚动接触疲劳行为。结果表明,激光熔覆涂层形成了共晶与枝晶组织,Ni基涂层组织粗大、硬度较小,Fe基与Co基涂层组织尺寸较小,Fe基涂层硬度最大,Co基涂层硬度居中。相比未熔覆区域,激光熔覆区(涂层)塑性变形层厚度较小,且涂层原始硬度越高,硬化后硬度越大,但硬化率和硬化层厚度更小。未熔覆区滚动接触疲劳裂纹较长,但裂纹角度较小;熔覆区裂纹长度均有所降低,但裂纹扩展角度明显增大;熔覆区与未熔覆区结合处疲劳损伤最为严重,疲劳裂纹角度和深度均比熔覆区和未熔覆区更大。对比分析发现,Stellite21(Co基)熔覆试样摩擦因数较低,熔覆区与未熔覆区磨损深度差较小,抗滚动接触疲劳性能较好,较为适合钢轨局部损伤的激光修复。研究结果可为激光熔覆技术在钢轨局部修复上的应用与优化提供理论与技术指导。 展开更多

关键词 激光熔覆 损伤钢轨 微观组织 磨损 滚动接触疲劳

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应用于钢轨检测的便携式涡流探伤仪的研制 被引量：8

10

作者 马旺宇 刘栋 赵文博 《机械设计与制造》 北大核心 2010年第2期88-90,共3页

钢轨损伤是影响铁路运输安全的主要因素,国内主要依靠巡道工人的日常检测,但现在还没有一种针对巡道工人使用的设备。研究设计了一种灵敏度高、便于携带且经济的仪器。基于涡流探伤的基本原理,采用正交试验方法设计、制作了一种精细的... 钢轨损伤是影响铁路运输安全的主要因素,国内主要依靠巡道工人的日常检测,但现在还没有一种针对巡道工人使用的设备。研究设计了一种灵敏度高、便于携带且经济的仪器。基于涡流探伤的基本原理,采用正交试验方法设计、制作了一种精细的涡流传感器,用于提取微弱的裂纹信号,再由后台放大器放大,经过处理后在显示器上显示裂纹缺陷的相对大小,最后蜂鸣器报警,实现了防患于未然的目的。 展开更多

关键词 钢轨损伤 涡流检测 传感器参数 正交试验 功能电路

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城市铁路钢轨伤损状况分析及对策研究 被引量：2

11

作者 袁昊 《铁道标准设计》 2005年第12期22-24,共3页

城市铁路与既有地铁相比采用了新型轨道结构,其钢轨伤损亦有着明显的自身特点,对城市铁路钢轨伤损状况进行量化统计分析,得出其钢轨伤损主要类型为焊缝伤损及焊点伤损等结论,并找出其分布规律,对其特点及成因进行了分析研究。

关键词 城市铁路 钢轨损伤 措施

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地铁线路钢轨闪光焊接头轨头下颚伤损原因分析 被引量：6

12

作者 王若愚 李大东 +1 位作者 陆鑫 申永代 《城市轨道交通研究》 北大核心 2022年第7期125-129,共5页

国内某地铁线路在服役2年多后,钢轨的闪光焊接头出现了多起轨头下颚伤损,裂纹从轨头下颚焊筋边缘处发生,并快速发展为严重缺陷,最后导致接头断裂。通过对该受损接头进行外观检验,采用光学显微镜、扫描电镜等设备对裂纹的断口形貌、金相... 国内某地铁线路在服役2年多后,钢轨的闪光焊接头出现了多起轨头下颚伤损,裂纹从轨头下颚焊筋边缘处发生,并快速发展为严重缺陷,最后导致接头断裂。通过对该受损接头进行外观检验,采用光学显微镜、扫描电镜等设备对裂纹的断口形貌、金相组织等进行检验,找到了下颚伤损的具体原因:该轨头下颚处推瘤后焊缝余高超标,推瘤与母材形成的夹皮未打磨干净,由此形成了明显的尖角,导致应力集中;加上该处在焊后正火过程中脱碳,形成了大量的铁素体组织,导致钢轨疲劳强度降低;列车运行中,在轮轨反复作用力下,轨头下颚推瘤夹皮与母材尖角处形成裂纹源,并逐渐扩展形成疲劳核伤,裂纹进一步扩展后导致接头断裂。 展开更多

关键词 地铁 无缝线路 闪光焊接头 钢轨损伤

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论线路年通过总重和平均轴重对钢轨伤损的影响 被引量：1

13

作者 李日曰 《中国铁路》 1990年第7期14-17,共4页

本文阐述了线路年通过总重、列车平均轴重与开行组合列车对钢轨伤损的影响。

关键词 通过总重 平均轴重 钢轨损伤 列车

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西日本铁路公司的长钢轨管理

14

《中国铁路》 2012年第7期87-87,共1页

无缝区间的长钢轨具有维护期长、噪声小，对轨道损伤少、车辆动摇小，便于大型机械作业的特点。但有钢轨臌曲的问题，必须加强管理。西日本铁路公司规定：长钢轨铺设区间，为防止屈曲、过大伸缩、爬行的钢轨损伤，必须进行维护；应对正... 无缝区间的长钢轨具有维护期长、噪声小，对轨道损伤少、车辆动摇小，便于大型机械作业的特点。但有钢轨臌曲的问题，必须加强管理。西日本铁路公司规定：长钢轨铺设区间，为防止屈曲、过大伸缩、爬行的钢轨损伤，必须进行维护；应对正线长钢轨区间的爬行、接头最大伸张量进行检查，特别要防止夏季的钢轨屈曲。 展开更多

关键词 铁路公司 长钢轨 管理 日本 钢轨损伤 机械作业 钢轨铺设 区间

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蠕滑曲线对地铁小半径曲线轮轨接触特性的影响 被引量：4

15

作者 王平 郭强 +3 位作者 李晨钟 陈嘉胤 徐井芒 钱瑶 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期1145-1153,共9页

为了降低地铁小曲线半径处钢轨的损伤,延长钢轨使用寿命,提出合适的轮轨摩擦因数和Kaker权重系数。首先,基于车辆-轨道耦合动力学理论,利用SIMPACK软件建立了小半径曲线动力学模型,考虑轮轨磨耗与滚动接触疲劳的耦合关系,建立钢轨损伤模... 为了降低地铁小曲线半径处钢轨的损伤,延长钢轨使用寿命,提出合适的轮轨摩擦因数和Kaker权重系数。首先,基于车辆-轨道耦合动力学理论,利用SIMPACK软件建立了小半径曲线动力学模型,考虑轮轨磨耗与滚动接触疲劳的耦合关系,建立钢轨损伤模型;其次,根据标准工况下动力学计算结果,分析小半径曲线轮轨动态相互作用特征,研究内侧和外侧钢轨的损伤特性,提出了最优损伤方案;然后,设置50个轮轨摩擦因数和Kalker权重系数匹配方案,分析摩擦因数和Kalker权重系数对轮轨动态相互作用和钢轨损伤特性的影响;最后,综合考虑车辆运营安全性和钢轨损伤特性,提出轮轨摩擦因数和Kaker权重系数匹配方案。研究结果表明:在标准工况下,内轨损伤形式为磨耗,外轨的磨耗程度大于内轨磨耗程度,考虑到缓和曲线上累积的疲劳损伤,外轨的使用寿命更低;Kalker权重系数越小,轮轨横向力、脱轨系数和车体横向振动加速度最大值越小,Kalker权重系数越小且摩擦因数对轮轨动力行为、磨耗和疲劳损伤的影响越小。建议小曲线半径地段轮轨摩擦因数应不大于0.2,Kalker权重系数应该不大于0.1,此时内轨和外轨磨耗指数最大值均小于100 N,钢轨几乎不产生磨耗,内轨和外轨疲劳损伤最大值为0,大幅提升了钢轨的使用寿命。 展开更多

关键词 地铁小曲线半径 蠕滑曲线 摩擦因数 Kalker权重系数 钢轨损伤

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关于曲线超高的设置问题 被引量：6

16

作者 楼少俊 贡照华 夏越 《铁道建筑》 北大核心 2001年第6期7-9,共3页

在当前快速、重载化的运输条件下 ,曲线轨道出现大量病害 ,如外轨鱼鳞伤损、侧磨伤损等。曲线超高与曲线轨道病害的产生有密切关系。文章通过对轮轨接触关系的分析 ,提出超高设置“欠大过小”(即设大欠超高 ,小过超高 )的观点 ,并将其量... 在当前快速、重载化的运输条件下 ,曲线轨道出现大量病害 ,如外轨鱼鳞伤损、侧磨伤损等。曲线超高与曲线轨道病害的产生有密切关系。文章通过对轮轨接触关系的分析 ,提出超高设置“欠大过小”(即设大欠超高 ,小过超高 )的观点 ,并将其量化 ,以便现场操作。 展开更多

关键词 曲线超高 轮轨接触 钢轨损伤 外侧钢轨 超高设置 “欠大过小” 曲线轨道

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