3种珠光体钢轨焊接接头滚动磨损与损伤性能研究

1

作者 徐昆宇 汪渊 +4 位作者 陆鑫 丁昊昊 崔晓璐 刘启跃 王文健 《摩擦学学报(中英文)》 北大核心 2025年第5期758-769,共12页

铁路运输高速发展,钢轨焊接接头磨损日益严重,对列车运行安全性造成影响.钢轨焊接接头的磨损和损伤与其微观组织有着密切联系,鉴于此,分析了3种不同珠光体闪光焊钢轨焊接接头处的组织和力学性能,利用MJP-30A滚动磨损与接触疲劳试验机开... 铁路运输高速发展,钢轨焊接接头磨损日益严重,对列车运行安全性造成影响.钢轨焊接接头的磨损和损伤与其微观组织有着密切联系,鉴于此,分析了3种不同珠光体闪光焊钢轨焊接接头处的组织和力学性能,利用MJP-30A滚动磨损与接触疲劳试验机开展了3种接头处材料滚动接触试验.结果表明:3种焊接接头随着含碳量依次降低,珠光体片层间距增大,先共析铁素体含量增加,硬度降低;3种焊接接头均在焊缝中心处硬度较低,热影响区组织细化,硬度增高;磨损率随平均硬度的增加而降低,焊缝处表面损伤较热影响区严重;焊缝区的塑性变形层大于热影响区,其中2#钢轨的塑性变形最严重;焊缝区的疲劳裂纹均表现为多层裂纹,材料内部发生不同程度的破碎,热影响区表现为短而浅的单条裂纹,焊缝区的裂纹长度和深度大于热影响区,裂纹角度小于热影响区,疲劳裂纹与塑性变形有一致性;随着珠光体片层间距的增大,钢轨损伤程度先急剧增大,随着磨损的加剧裂纹被去除后变短,损伤程度有所减小,裂纹角度呈减小趋势. 展开更多

关键词 钢轨焊接接头 微观组织 磨损 塑性变形 损伤

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钢轨焊接接头不平顺演变条件下的轮轨接触分析 被引量：7

2

作者 陈嵘 孙耀亮 +2 位作者 安博洋 王平 阚前华 《铁道标准设计》 北大核心 2023年第2期37-42,共6页

钢轨焊接接头处容易出现短波几何不平顺,严重制约着钢轨的服役寿命并影响行车安全。为研究钢轨焊接接头几何不平顺演变对轮轨接触行为的影响,首先,基于有限元方法建立三维轮轨滚动接触模型,分析我国某线路实测钢轨焊接接头几何不平顺处... 钢轨焊接接头处容易出现短波几何不平顺,严重制约着钢轨的服役寿命并影响行车安全。为研究钢轨焊接接头几何不平顺演变对轮轨接触行为的影响,首先,基于有限元方法建立三维轮轨滚动接触模型,分析我国某线路实测钢轨焊接接头几何不平顺处的轮轨动态响应;随后,建立局部钢轨有限元模型,通过引入钢轨材料的循环本构模型,研究循环荷载作用下钢轨接头处的应力-应变响应。研究表明:(1)随着钢轨焊接接头几何不平顺的演变,轮轨接触力和接触应力逐渐增大,其变化率也随之提高;(2)考虑列车牵引工况时,在轮轨切向力的作用下,钢轨焊接接头处的材料响应在其几何不平顺演变过程中均处于棘轮效应状态,尤其是几何不平顺演变中后期,循环积累的应变显著增加,累积应变变化率由之前的22.4%增长到53.2%,即加快了钢轨的劣化;(3)若不考虑列车牵引或制动操作时的作用力,材料响应则为塑性安定。 展开更多

关键词 钢轨焊接接头 几何不平顺 轮轨接触 有限元方法 棘轮效应

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轮轨相互作用下钢轨焊接接头表面裂纹扩展分析 被引量：4

3

作者 邓永果 李伟 +1 位作者 温泽峰 金学松 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2013年第4期624-629,653,共6页

为了分析列车通过钢轨焊接接头时产生的轮轨动态冲击力对钢轨焊接接头表面裂纹扩展特性的影响,首先采用车辆-轨道耦合动力学数值模型计算轮轨垂向力,并建立带表面裂纹的轮轨接触有限元模型;然后将轮轨垂向力结果加载到有限元模型中分析... 为了分析列车通过钢轨焊接接头时产生的轮轨动态冲击力对钢轨焊接接头表面裂纹扩展特性的影响,首先采用车辆-轨道耦合动力学数值模型计算轮轨垂向力,并建立带表面裂纹的轮轨接触有限元模型;然后将轮轨垂向力结果加载到有限元模型中分析其对裂纹扩展特性的影响。结果表明:在轮轨动态相互作用下,钢轨焊接接头处表面斜裂纹的扩展以剪切模式为主导,裂纹应力强度因子KI和应力强度因子范围ΔKII随着列车速度的增大而增大;裂纹长度和裂纹面摩擦系数对应力强度因子范围ΔKII影响较大,当裂纹长度从3mm增加到10mm时,其ΔKII增大了204.2%,当裂纹面摩擦系数从0.1增加到0.6时,其ΔKII减小了153.4%。 展开更多

关键词 钢轨焊接接头 裂纹扩展 应力强度因子 车辆-轨道耦合动力学 有限元法

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钢轨焊接接头受力测试研究 被引量：7

4

作者 罗文俊 练松良 《铁道工程学报》 EI 北大核心 2008年第9期35-38,共4页

研究目的:为了研究轨道不平顺对轮轨作用力的影响,从而为钢轨焊接接头不平顺限值提供技术依据。研究结论:通过对比研究不同焊接接头轨面不平顺条件下的轮轨作用力和轨道结构的振动加速度大小现场动测试验,表明钢轨焊接接头的平顺性对轮... 研究目的:为了研究轨道不平顺对轮轨作用力的影响,从而为钢轨焊接接头不平顺限值提供技术依据。研究结论:通过对比研究不同焊接接头轨面不平顺条件下的轮轨作用力和轨道结构的振动加速度大小现场动测试验,表明钢轨焊接接头的平顺性对轮轨作用力的影响较大,特别是当轨面平顺性大小波长不一致时,对P1和P2力的影响也不一致。由理论分析可知,P1力只对钢轨表面伤损产生较大影响,而P2力则对轨道结构所有的部件都有较大影响。研究表明,提高钢轨焊接接头的轨面平顺性,可有效降低P2力,从而达到降低轨道结构部件的应力水平的目的。 展开更多

关键词 高速铁路 钢轨焊接接头 轮轨力

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钢轨焊接接头焊后热处理、矫直及外形精整综合系统研究 被引量：3

5

作者 宋宏图 丁韦 +1 位作者 高振坤 李力 《中国铁路》 2012年第10期53-56,共4页

介绍我国铁路无缝线路钢轨焊接接头热处理、矫直和外形精整现状及存在的问题。通过采用多项先进技术,研发具有自动保压感应正火和喷风欠速淬火的热处理设备、可矫直接头四向弯曲的矫直设备,以及能够自动测量打磨和检测的外形精整设备。... 介绍我国铁路无缝线路钢轨焊接接头热处理、矫直和外形精整现状及存在的问题。通过采用多项先进技术,研发具有自动保压感应正火和喷风欠速淬火的热处理设备、可矫直接头四向弯曲的矫直设备,以及能够自动测量打磨和检测的外形精整设备。阐述3种设备主要功能、技术方案、主要构成、工艺研究与试验及性能特点,在既有线换轨作业过程中,为无缝线路钢轨接头焊后处理提供设备支持,提升既有线维修效率和质量。 展开更多

关键词 钢轨焊接接头 热处理设备 矫直 设备 外形精整设备

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伤损钢轨焊接接头加固修复新技术

6

作者 卢耀荣 《铁道建筑》 北大核心 2009年第2期99-101,共3页

采用碳纤维布、常温快固胶、防老化保护膜、夹板模具和高强度小扭矩系数的强力夹具等器材,在不锯切钢轨、不插入短钢轨、不钻螺栓孔情况下,进行钢轨焊接接头预防维护处理,该方法能提高伤损接头的承载能力,并防止因钢轨焊接接头折断而拉... 采用碳纤维布、常温快固胶、防老化保护膜、夹板模具和高强度小扭矩系数的强力夹具等器材,在不锯切钢轨、不插入短钢轨、不钻螺栓孔情况下,进行钢轨焊接接头预防维护处理,该方法能提高伤损接头的承载能力,并防止因钢轨焊接接头折断而拉大断缝。实物试件通过了实验室的检验,通过现场应用和观测,加固效果可靠稳定。 展开更多

关键词 伤损 钢轨焊接接头 预防维护 加固修复

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两种热处理钢轨焊接接头冲击磨损与损伤性能研究 被引量：9

7

作者 向鹏程 蒋文娟 +3 位作者 丁昊昊 王文健 郭俊 刘启跃 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期382-392,共11页

研究了过共析钢轨焊接接头淬火和正火后不同区域的硬度与微观组织,利用冲击磨损试验机对不同区域进行冲击试验,分析了各区域冲击磨损与损伤特性.结果表明:钢轨焊接接头分为母材区、焊缝区和热影响区.母材区微观组织为片层状珠光体,焊缝... 研究了过共析钢轨焊接接头淬火和正火后不同区域的硬度与微观组织,利用冲击磨损试验机对不同区域进行冲击试验,分析了各区域冲击磨损与损伤特性.结果表明:钢轨焊接接头分为母材区、焊缝区和热影响区.母材区微观组织为片层状珠光体,焊缝区为珠光体与先共析铁素体且正火后铁素体含量较多,热影响区淬火后为粒状珠光体而正火后存在少量片层状珠光体.焊接接头不同区域硬度大小为母材区>淬火焊缝区>正火焊缝区>正火热影响区>淬火热影响区.硬度越低的区域,冲击深度和磨损体积越大.母材区冲击损伤轻微,表面呈轻微剥落;焊缝区损伤较严重,出现明显裂纹且正火后损伤较淬火后严重;热影响区损伤最为严重且正火后损伤较淬火后略轻微. 展开更多

关键词 钢轨焊接接头 淬火 正火 冲击磨损 冲击损伤

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移动式钢轨焊接接头表面硬化装置及工艺的研究 被引量：1

8

作者 王子儒 《材料与冶金学报》 CAS 2011年第2期142-145,共4页

介绍了所研制的移动式钢轨焊接接头表面硬化处理装置的结构、功能与使用方法.利用该装置对U71Mn和U75V钢轨焊后轨头表面硬化处理(即欠速淬火)试验.分别进行化学成分、硬度以及显微组织分析.结果表明:处理后的钢轨接头,具有较理想的显微... 介绍了所研制的移动式钢轨焊接接头表面硬化处理装置的结构、功能与使用方法.利用该装置对U71Mn和U75V钢轨焊后轨头表面硬化处理(即欠速淬火)试验.分别进行化学成分、硬度以及显微组织分析.结果表明:处理后的钢轨接头,具有较理想的显微组织和更为合适的轨顶硬度;可以成功地对钢轨焊接接头进行在线热处理,满足线路现场施工的热处理工艺要求. 展开更多

关键词 硬度 移动式钢轨焊接接头表面硬化装置 欠速淬火 显微组织

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利用行车间隔实施有伤钢轨焊接接头加固技术

9

作者 张旭峰 《铁道建筑》 北大核心 2009年第2期104-105,共2页

在日行车对数不超过70对的线路上利用行车间隔,采用胶粘双肋加强夹板加固有伤钢轨焊接接头,加固接头试件的静弯和疲劳试验均达到规范要求。通过现场使用观测,该技术对提高有伤接头的承载能力效果良好。

关键词 行车间隔 双肋加强夹板 加固 钢轨焊接接头

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诊断重载铁路钢轨焊接接头不良的边际指数方法

10

作者 肖炳环 刘金朝 +3 位作者 徐晓迪 孙善超 沈昱晨 丁宇鸣 《铁道建筑》 北大核心 2021年第10期13-17,共5页

利用轴箱垂向加速度可以反映钢轨焊接接头不良的特性,结合小波包分解和自适应同步压缩短时傅里叶变换提出一种新的诊断重载铁路钢轨焊接接头不良的WPD⁃ASSTFT边际指数方法。首先对重载铁路轴箱垂向加速度信号进行小波包分解,得到若干个... 利用轴箱垂向加速度可以反映钢轨焊接接头不良的特性,结合小波包分解和自适应同步压缩短时傅里叶变换提出一种新的诊断重载铁路钢轨焊接接头不良的WPD⁃ASSTFT边际指数方法。首先对重载铁路轴箱垂向加速度信号进行小波包分解,得到若干个子信号,对各子信号分别做自适应同步压缩短时傅里叶变换;再将各子信号的时频分布相加,得到轴箱垂向加速度的时频分布;然后进行滤波,计算钢轨焊接接头不良冲击信号的移动有效边际谱;最后对移动有效边际谱进行归一化处理,得到焊缝边际指数,结合分布密度设定焊缝边际指数阈值,诊断重载铁路钢轨焊接接头不良。现场试验结果表明:利用WPD⁃ASSTFT方法能够有效提取焊接接头不良处的高频冲击特性,能够稳定地对重载铁路钢轨焊接接头不良进行诊断。 展开更多

关键词 重载铁路 钢轨焊接接头不良 WPD⁃ASSTFT 边际指数 轴箱垂向加速度

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基于共振解调技术的高速铁路焊接接头状态评判方法 被引量：11

11

作者 康熊 黎国清 +1 位作者 王卫东 刘金朝 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2011年第5期90-95,共6页

基于广义共振原理,利用共振解调方法将钢轨焊接接头对车辆—轨道系统的低频周期性冲击特征的分析转换为对其高频共振的分析。对轴箱垂向加速度实测数据进行带通滤波,然后利用希尔伯特变换得到轴箱垂向加速度包络,并采用离散时间傅里叶... 基于广义共振原理,利用共振解调方法将钢轨焊接接头对车辆—轨道系统的低频周期性冲击特征的分析转换为对其高频共振的分析。对轴箱垂向加速度实测数据进行带通滤波,然后利用希尔伯特变换得到轴箱垂向加速度包络,并采用离散时间傅里叶变换对包络进行分析得到细化包络谱。利用细化包络谱第1主频能量与其0～5Hz内的总能量之百分比反映钢轨焊接接头对车辆-轨道系统的周期性冲击特性,并根据该百分比与滤波频率的关系曲线的峰值确定带通滤波截止频率,由此得到带通滤波的频率范围是20～450Hz。结合钢轨焊接接头处轴箱垂向加速度有效值出现大值的位置和钢轨焊接接头周期性间距近似为100m的性质,对钢轨焊接接头进行精确定位。根据300km.h-1速度级高速铁路钢轨焊接接头处轴箱垂向加速度移动有效值的分布规律,确定其阈值为50m.s-2,依此作为评判钢轨焊接接头状态的依据。在此基础上,给出了300km.h-1速度级高速铁路焊接接头状态动态评判方法和实现方式。 展开更多

关键词 钢轨焊接接头 状态评判 共振解调 轴箱加速度 移动有效值 高速铁路

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地铁线路钢轨焊接区轮轨动力学问题 被引量：27

12

作者 翟婉明 涂贵军 高建敏 《振动．测试与诊断》 EI CSCD 北大核心 2012年第5期701-708,858,共8页

基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立了地铁车辆-整体道床轨道垂向耦合模型,以实际测量得到的地铁线路钢轨焊接接头不平顺作为轮轨界面不平顺激扰输入,分析了接头不平顺引起的轮轨动力响应特征,以及行车速度、不平顺波长、不平顺波深、轨... 基于车辆-轨道耦合动力学理论,建立了地铁车辆-整体道床轨道垂向耦合模型,以实际测量得到的地铁线路钢轨焊接接头不平顺作为轮轨界面不平顺激扰输入,分析了接头不平顺引起的轮轨动力响应特征,以及行车速度、不平顺波长、不平顺波深、轨下胶垫刚度以及轨道结构形式等对焊接接头不平顺激扰下轮轨动力响应的影响。分析结果表明,不平顺波长的减小以及不平顺波深的增大会恶化焊接区轮轨动力响应,轨道结构弹性的提高有助于改善车辆-轨道耦合系统动力学性能。 展开更多

关键词 地铁 车辆-轨道耦合动力学 钢轨焊接接头 轨道不平顺

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轮轨纵向几何不平顺对直线电机地铁车辆动态行为的影响 被引量：7

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作者 熊嘉阳 曹亚博 +3 位作者 吴磊 杜星 肖新标 金学松 《西南交通大学学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第6期1074-1081,共8页

为研究直线电机地铁车辆系统在轮轨几何不平顺激振作用下的动态行为,基于车辆-轨道系统耦合理论,建立了考虑直线电机子系统的地铁车辆-轨道耦合系统动力学模型.应用该模型研究了车轮非圆化、钢轨焊接接头几何不平顺以及钢轨波磨对车辆... 为研究直线电机地铁车辆系统在轮轨几何不平顺激振作用下的动态行为,基于车辆-轨道系统耦合理论,建立了考虑直线电机子系统的地铁车辆-轨道耦合系统动力学模型.应用该模型研究了车轮非圆化、钢轨焊接接头几何不平顺以及钢轨波磨对车辆和直线电机系统的振动响应、轮轨作用力及车辆稳定性等特性的影响.研究结果表明,几何不平顺中长波（大于1 m）影响气隙波动,短波（小于1 m）造成轮轨剧烈冲击振动,需特别注意钢轨焊接接头,其可使轮轨作用力增大1.5倍,气隙降低2～3 mm,轮轨甚至发生分离。 展开更多

关键词 直线电机车辆 动态行为 车轮非圆化 钢轨焊接接头 钢轨波磨

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