近年來隨著我國鐵路事業(yè)的不斷發(fā)展,客運(yùn)與貨運(yùn)列車的載重和運(yùn)行速度的不斷提高。車輪是鐵路列車行駛的核心部件,對列車的安全性和鐵路運(yùn)輸?shù)恼＿\(yùn)營具有重大的影響。在眾多的輪軌損傷現(xiàn)象中滾動(dòng)接觸疲勞損傷是車輪失效的主要原因之一,由于材料的失效通常發(fā)生在試樣表面,因此分析車輪表層組織對接觸疲勞性能的影響規(guī)律,提高車輪材料的抗疲勞性能對車輪材料的生產(chǎn)和列車的安全穩(wěn)定運(yùn)行具有重要的參考意義。本文利用磨削和拋光兩種加工方式分別獲得表層具有細(xì)晶組織的磨削態(tài)D2車輪鋼試樣和表層組織與心部組織相同的拋光態(tài)D2車輪鋼試樣,采用GPM-40滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)在相同的參數(shù)下對兩種狀態(tài)的試樣進(jìn)行滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn),并利用粗糙度儀、光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、硬度計(jì)等手段對疲勞試驗(yàn)后兩種試樣的疲勞裂紋表層組織及硬度分布進(jìn)行觀察和分析。結(jié)果表明:在接觸應(yīng)力為1350MPa,轉(zhuǎn)速為1440r/min,滑擦率為0.5%,在20#機(jī)油循環(huán)潤滑的條件下,磨削態(tài)試樣的滾動(dòng)接觸疲勞壽命約為2.5×106周次,拋光態(tài)試樣滾動(dòng)接觸疲勞壽命約為1.7×106周次,磨削態(tài)試樣的疲勞壽命要高于拋光態(tài)。磨削態(tài)試樣表面存在一層約1μn的磨削細(xì)晶層,在疲... 

【文章來源】：大連交通大學(xué)遼寧省

【文章頁數(shù)】：57 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖１．３車輪典型疲勞損傷??Ｆｉｇ．?１．３?Ｔｙｐｉｃａｌ?ｆａｔｉｇｕｅ?ｄａｍａｇｅ?ｏｆ?ｔｌｉｅ?ｗｈｅｅｌ?（ａ）ｃｒａｃｋｓ?ｉｎ?ｔｈｅ?ｃｅｎｔｅｒ?ｏｆ?ｗｈｅｅｌ?ｔｒｅａｄ?（ｂ）ｗｈｅｅｌ?ｔｒｅａｄ?ｓｐａｌｌｉｎｇ??１．４滾動(dòng)接觸疲勞理論研究??

大連交通大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文??Ｗｉ??＿＿??（Ｃ）拋光態(tài)表層組織??圖２．１?Ｄ２車輪鋼原始組織??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅ?ｏｒｉｇｉｎａｌ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｄ２?ｗｈｅｅｌ?ｓｔｅｅｌ??（ａ）Ｏｒｉｇｉｎａｌ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｕｎｄｅｒ?ｏｐｔｉｃａｌ?ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ?（ｂ）Ｓｕｒｆａｃｅ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｇｒｉｎｄｉｎｇ?ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ??（ｃ）Ｓｕｒｆａｃｅ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ?ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ??２．２試驗(yàn)方法??２．２．１滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)??試驗(yàn)通過一對輪型試樣來進(jìn)行滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)，上、下試樣的幾何尺寸參照《ＧＢ／Ｔ??１０６２２－１９８９金屬材料滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)方法》［５２］，上試樣選用ＪＰ－３號主試樣，下試樣??選用ＰＳ－１號陪試樣。兩試樣的尺寸和接觸方式如圖２．２所示。滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)采用??ＧＰＭ－４０型微機(jī)控制滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)，試驗(yàn)機(jī)的主機(jī)結(jié)構(gòu)如圖２．３所示。??Ｍ?ｆｔ??圖２．２試樣尺寸和接觸方式示意圖??Ｆｉｇ．?２．２?Ｓｉｚｅｓ?ｏｆ?ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ?ａｎｄ?ｃｏｎｔａｃｔ?ｍｏｄｅ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ??１２??

大連交通大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文??Ｗｉ??＿＿??（Ｃ）拋光態(tài)表層組織??圖２．１?Ｄ２車輪鋼原始組織??Ｆｉｇ．?２．１?Ｔｈｅ?ｏｒｉｇｉｎａｌ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?Ｄ２?ｗｈｅｅｌ?ｓｔｅｅｌ??（ａ）Ｏｒｉｇｉｎａｌ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｕｎｄｅｒ?ｏｐｔｉｃａｌ?ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ?（ｂ）Ｓｕｒｆａｃｅ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｇｒｉｎｄｉｎｇ?ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ??（ｃ）Ｓｕｒｆａｃｅ?ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ｐｏｌｉｓｈｉｎｇ?ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ??２．２試驗(yàn)方法??２．２．１滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)??試驗(yàn)通過一對輪型試樣來進(jìn)行滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)，上、下試樣的幾何尺寸參照《ＧＢ／Ｔ??１０６２２－１９８９金屬材料滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)方法》［５２］，上試樣選用ＪＰ－３號主試樣，下試樣??選用ＰＳ－１號陪試樣。兩試樣的尺寸和接觸方式如圖２．２所示。滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)采用??ＧＰＭ－４０型微機(jī)控制滾動(dòng)接觸疲勞試驗(yàn)機(jī)，試驗(yàn)機(jī)的主機(jī)結(jié)構(gòu)如圖２．３所示。??Ｍ?ｆｔ??圖２．２試樣尺寸和接觸方式示意圖??Ｆｉｇ．?２．２?Ｓｉｚｅｓ?ｏｆ?ｓｐｅｃｉｍｅｎｓ?ａｎｄ?ｃｏｎｔａｃｔ?ｍｏｄｅ?ｉｌｌｕｓｔｒａｔｉｏｎ??１２??

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]鐵道車輛輪軌接觸疲勞的影響因素[J]. 封亞明,何柏林.  表面技術(shù). 2016(11)
[2]軸重對輪軌材料滾動(dòng)磨損與損傷行為影響[J]. 丁昊昊,王文健,郭俊,劉啟躍,朱旻昊.  材料工程. 2015(10)
[3]基體表面異質(zhì)材料滾動(dòng)接觸疲勞性能與失效機(jī)理的研究進(jìn)展[J]. 林麗,李國祿,王海斗,康嘉杰.  表面技術(shù). 2015(05)
[4]世界鐵路高速列車50年的發(fā)展與進(jìn)步[J]. 李瑞淳.  國外鐵道車輛. 2014(06)
[5]曲率半徑對車輪滾動(dòng)接觸疲勞性能的影響[J]. 何成剛,周桂源,王娟,文廣,王文健,劉啟躍.  摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2014(03)
[6]車輪材料對輪軌滾動(dòng)摩擦磨損行為的影響[J]. 王文健,汪洪,劉啟躍.  西南交通大學(xué)學(xué)報(bào). 2013(05)
[7]鋼軌滾動(dòng)接觸疲勞裂紋萌生壽命預(yù)測[J]. 鄧鐵松,李偉,溫澤峰,金學(xué)松.  潤滑與密封. 2013(08)
[8]合金含量對高速車輪材料滾動(dòng)接觸磨損性能的影響[J]. 曾東方,魯連濤,張遠(yuǎn)彬,張繼旺,溫澤峰,朱旻昊.  摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2012(06)
[9]馬鋼加速推進(jìn)高速車輪國產(chǎn)化[J]. 吳永紅.  安徽科技. 2012(04)
[10]碳含量對車輪鋼滾動(dòng)摩擦磨損性能影響[J]. 王文健,張向龍,張繼旺,郭俊,劉啟躍.  鐵道學(xué)報(bào). 2012(02)

博士論文
[1]車輪材料滾動(dòng)磨損與接觸疲勞損傷行為的試驗(yàn)研究[D]. 周桂源.西南交通大學(xué) 2015
[2]鋼軌磨損特性實(shí)驗(yàn)研究與數(shù)值分析[D]. 王彩蕓.西南交通大學(xué) 2013
[3]鐵路重載貨車車輪輻板熱機(jī)疲勞強(qiáng)度評價(jià)方法[D]. 肖楠.北京交通大學(xué) 2012

碩士論文
[1]D2車輪鋼接觸疲勞性能與組織演變的研究[D]. 王帥帥.大連交通大學(xué) 2017



本文編號：3143916