接觸網(wǎng)系統(tǒng)是保證高速鐵路正常運(yùn)營的關(guān)鍵部分,其零部件一旦發(fā)生失效,將嚴(yán)重影響客運(yùn)安全,甚至帶來災(zāi)難性后果。由于接觸網(wǎng)零部件在服役過程中,長期經(jīng)受酸雨、高鹽度、高濕度等多因素耦合的環(huán)境腐蝕,以及弓網(wǎng)振動(dòng)、風(fēng)振等疲勞載荷的影響,其緊固配合零件的配合面極易產(chǎn)生微動(dòng)腐蝕損傷問題,從而導(dǎo)致零部件失效。因此,研究關(guān)鍵零部件的微動(dòng)腐蝕特性,對保證接觸網(wǎng)的安全運(yùn)營具有重要意義。本文以接觸網(wǎng)線夾類常用材料CuNi2Si合金為研究對象,使用CHI660E電化學(xué)工作站,研究了不同酸度（pH=3、4、5）NaCl溶液中的電化學(xué)腐蝕行為,同時(shí)使用自主研發(fā)的多功能微動(dòng)磨損試驗(yàn)機(jī)（MFC-01）,開展了在兩種酸度（pH=3、5）的NaCl溶液中以及不同外加電位下,pH=3的NaCl溶液中的微動(dòng)腐蝕特性試驗(yàn),并分析計(jì)算了其在不同工況下的微動(dòng)磨損與腐蝕的交互作用。結(jié)果表明:（1）隨著pH值的增大,CuNi2Si合金腐蝕速率降低,腐蝕過程主要受溶解氧O₂和H⁺的擴(kuò)散控制;腐蝕產(chǎn)物主要為Cu₂O。（2）在兩種酸度（pH=3、pH=5）的NaCl溶液中,CuN... 

【文章來源】：西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：76 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

微動(dòng)的四種基本模式示意圖

西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第3頁本屬性，如強(qiáng)度、剛度、硬度、彈性、塑性、表面粗糙度等[11]；第二是微動(dòng)運(yùn)行的相關(guān)試驗(yàn)參數(shù)，如接觸方式、法向載荷、位移幅值、循環(huán)次數(shù)、運(yùn)動(dòng)頻率等[12]；第三是微動(dòng)運(yùn)行的相關(guān)環(huán)境，如氣氛、腐蝕性介質(zhì)、濕度、溫度、電接觸環(huán)境等[13,14]。1.2微動(dòng)三體理論Berthier[15,16]、Godet[17]等基于大量的實(shí)驗(yàn)研究以及前人的研究結(jié)論，總結(jié)了微動(dòng)磨損過程的運(yùn)動(dòng)方式及其調(diào)節(jié)機(jī)理，稱為三體理論。他們認(rèn)為微動(dòng)過程是兩接觸本體以及產(chǎn)生的磨屑體（第三體）之間相互作用的結(jié)果，且磨屑的產(chǎn)生能夠被看作是同時(shí)進(jìn)行的兩個(gè)連續(xù)的過程，即磨屑的產(chǎn)生以及磨屑的演化。運(yùn)用三體理論可以很好的解釋金屬材料的微動(dòng)摩擦系數(shù)隨循環(huán)次數(shù)變化的過程，如圖1-3所示：①微動(dòng)初期，兩接觸表面的自然污染物（如吸附膜、氧化膜等）被對磨副刮走，摩擦系數(shù)較低。②隨著自然污染膜的去除，兩接觸體裸露出新鮮的金屬表面直接接觸，即兩體之間的相互作用，引起材料的微觀組織發(fā)生轉(zhuǎn)變，例如機(jī)械作用產(chǎn)生的加工硬化，摩擦系數(shù)逐漸上升。③金屬顆粒脫離或磨屑床的形成，從二體接觸逐漸過渡到三體接觸，第三體床的逐漸形成保護(hù)了金屬表面，能夠減緩磨損，摩擦系數(shù)下降。④微動(dòng)的后期，磨屑不斷的形成和排出，最終達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡，微動(dòng)磨損步入穩(wěn)定階段，摩擦系數(shù)保持在相對穩(wěn)定的數(shù)值內(nèi)。圖1-3微動(dòng)磨損的摩擦系數(shù)隨循環(huán)次數(shù)變化示意圖1.3微動(dòng)圖理論二十世紀(jì)80年代，Vingsbo[18]等分析總結(jié)了Mindlin理論，在此基礎(chǔ)上結(jié)合不同工況的大量試驗(yàn)現(xiàn)象，率先提議了微動(dòng)圖的概念，但由于實(shí)驗(yàn)設(shè)施不夠完善，對微動(dòng)的運(yùn)行機(jī)制的解釋還存在一定的偏差。隨后，Vincent和周仲榮等[19-22]通過在各種試驗(yàn)工

西南交通大學(xué)碩士研究生學(xué)位論文第4頁況和不同材料的微動(dòng)試驗(yàn)基礎(chǔ)上，發(fā)現(xiàn)接觸表面的摩擦力（Ft）和位移（D）的變化曲線有著三種不同的基本形狀，即直線、橢圓、平行四邊形，如圖1-4所示：（a）直線形（b）橢圓形（c）平行四邊形圖1-4Ft-D曲線的三種類型（1）直線形Ft-D曲線：此種類型的曲線通常出現(xiàn)在法向載荷相對較大或者位移幅值相對較小的情況下，接觸表面不發(fā)生相對滑動(dòng)，只在接觸表面的邊緣位置產(chǎn)生輕微滑移，而在中心區(qū)域發(fā)生粘附現(xiàn)象，其相對位移主要是靠接觸面的彈性變形來控制。（2）橢圓形Ft-D曲線：此種類型的曲線在微動(dòng)的初始階段很少出現(xiàn)，通常是在接觸面經(jīng)過了一定時(shí)間（循環(huán)次數(shù)）的磨損之后形成的，其接觸表面往往可以觀測到較為強(qiáng)烈的塑性變形。（3）平行四邊形Ft-D曲線：此種類型的曲線出現(xiàn)在接觸表面發(fā)生了相對滑移的情況下，其接觸表面往往可以觀測到較為明顯的滑動(dòng)磨損特征。為了描述微動(dòng)實(shí)驗(yàn)的動(dòng)態(tài)過程，通常將Ft-D曲線隨著循環(huán)次數(shù)N的變化過程繪制成三維圖。根據(jù)Ft-D-N圖的變化情況，微動(dòng)運(yùn)行工況可以大致將分為三個(gè)基本區(qū)域，即部分滑移區(qū)、混合區(qū)、完全滑移區(qū)[23]，如圖1-5所示：（a）部分滑移區(qū)（b）混合區(qū)（c）完全滑移區(qū)圖1-5三種區(qū)域的典型Ft-D-N曲線圖[24]（1）部分滑移區(qū)：處于此區(qū)域的的Ft-D曲線變化不大，幾乎都是直線形狀，對

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本文編號：3222957