本文選題：軸重　切入點(diǎn)：橫移量　出處：《太原理工大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：近年來隨著我國高鐵事業(yè)的飛速發(fā)展,極大地帶動了國民經(jīng)濟(jì)的增長。京滬高鐵與京廣高鐵的相繼開通,大大加強(qiáng)了京津冀經(jīng)濟(jì)圈與長三角、珠三角經(jīng)濟(jì)圈的聯(lián)系,促進(jìn)了生產(chǎn)要素的快速流通,預(yù)計(jì)到2020年,“四縱四橫”鐵路規(guī)劃網(wǎng)絡(luò)會全面貫通,這將會帶動?xùn)|部、中部、西部地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。并且隨著“一帶一路”戰(zhàn)略的實(shí)施,我國的高鐵技術(shù)將會走出國門,角逐世界市場。高速鐵路與其他交通運(yùn)輸方式相比,具有以下優(yōu)點(diǎn):舒適快捷、安全平穩(wěn)、節(jié)能環(huán)保、載運(yùn)量大,同時(shí)高鐵運(yùn)輸?shù)恼自O(shè)施可以帶動我國裝備制造業(yè)的向前發(fā)展。如今,動車組的實(shí)際速度可達(dá)到250~380km/h,運(yùn)行一段時(shí)間后在車輪踏面和鋼軌上就會看到大量的疲勞裂紋,這些裂紋貫通后又會形成許多點(diǎn)蝕凹坑。以及由于磨耗造成車輪踏面輪廓變形,即車輪失圓,上述的失效損傷都會惡化輪軌接觸狀態(tài),并且引起沖擊載荷,這時(shí)車輪需要進(jìn)廠返修或更換鋼軌,通過旋修工藝或打磨技術(shù)恢復(fù)輪軌的使用性能。調(diào)研發(fā)現(xiàn):車輪表面比較光滑的部分,疲勞裂紋往往很少;表面粗糙的部分,疲勞裂紋很多。這說明輪軌間的疲勞與磨耗存在一定的競爭關(guān)系,一定程度上正是磨耗作用將部分疲勞裂紋磨去,抑制了裂紋的進(jìn)一步擴(kuò)展。因此在一定運(yùn)行里程范圍內(nèi),研究輪軌接觸疲勞與磨耗的競爭關(guān)系,對于正確維護(hù)保養(yǎng)車輪與鋼軌具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。車輪踏面上的接觸疲勞形成機(jī)理十分復(fù)雜,涉及到許多交叉的學(xué)科,至今對此類破壞現(xiàn)象形成的原因還在探索。本文在廣泛借鑒國內(nèi)外輪軌滾動接觸疲勞損傷問題研究的基礎(chǔ)上,首先模擬仿真輪軌接觸在不同軸重、橫移量、沖角、軌底坡下的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài),并找出對輪軌接觸狀態(tài)影響最大的因素,為后文進(jìn)一步分析接觸疲勞打下基礎(chǔ)。其次對車輪踏面上人造裂紋的演化進(jìn)行了定性分析,重點(diǎn)考察彎道半徑、運(yùn)行里程、沖擊載荷對車輪踏面上疲勞裂紋的影響。實(shí)驗(yàn)操作為將車輪試樣安裝在實(shí)驗(yàn)臺架上,對照現(xiàn)場采集到的運(yùn)動狀態(tài)信號,通過實(shí)驗(yàn)臺架上的液壓驅(qū)動器施加給車輪,促使人造裂紋演化。在實(shí)驗(yàn)后期,利用掃描電子顯微鏡、能譜分析儀、超聲波探測儀、踏面輪廓測試儀等設(shè)備對車輪試樣上的人造裂紋進(jìn)行測試分析。結(jié)果表明:運(yùn)行里程和接觸狀態(tài)對磨耗和疲勞都有很大影響,并且由于磨耗的存在,在實(shí)驗(yàn)里程范圍內(nèi),車輪踏面上人造裂紋的最終演化深度小于其原始深度,因此可以得出車輪在運(yùn)行20~30萬公里后再進(jìn)廠返修是可行的。
[Abstract]:In recent years, with the rapid development of high speed railway in China, greatly boosted the growth of the national economy. The Beijing-Shanghai high-speed railway and Beijing Guangzhou high-speed rail have opened, greatly strengthened the Beijing Tianjin Hebei economic circle and the Yangtze River Delta, Pearl River Delta economic circle, promoting the rapid flow of production factors, is expected to 2020, the "four vertical and four horizontal" the railway network planning will be fully opened to traffic, which will drive the eastern, central and western region's economic development. And with the implementation of the "The Belt and Road" strategy, high-speed rail technology in China will go abroad, for the world market. High speed railway compared with other means of transportation, has the following advantages: comfortable and fast, safe and stable. Energy saving and environmental protection, carrying a large amount, while the entire facility of high-speed rail transport can drive forward the development of the manufacturing industry of China's equipment. Now, the actual speed of the EMU can reach 250~380km/h, after a period of time running in Wheel tread and rail will see lots of fatigue crack, the crack will form many corrosion pits after. As well as wear caused by wheel tread contour deformation, namely the wheel out of roundness, the damage failure will cause deterioration of the wheel / rail contact state, and impact load, when the wheels need to repair or replace the rail into the factory the use of performance, by rotating the repair process or polishing technology. The research found that the recovery of rail wheel slippery surface, fatigue crack often; rough surface, fatigue crack a lot. This shows that there is a competition between fatigue and wear of wheel rail, to a certain extent it is part of the fatigue crack will wear off and inhibit further crack extension. Therefore in the running mileage range, competition between the study of wheel rail contact fatigue and wear, for the proper maintenance of wheels Has the important practical significance. The wheel and rail contact fatigue on the surface of the mechanism is very complex, involving many cross disciplines, so far the cause of such damage phenomenon is still exploring. In this paper, drawing on a wide range of basic research on rolling contact fatigue damage problem at home and abroad on the rail, the first contact simulation under different axle load, lateral displacement, impact angle, rail base slope under the state of stress and strain, and find out the influence factors on the contact state, for the further analysis to lay the foundation of contact fatigue. Secondly, a qualitative analysis of the surface crack of the artificial evolution wheel, focusing on the radius of the bend, running mileage, impact load on the surface fatigue crack effect of wheel tread. The experimental operation for the wheel mounted on the specimen on the test bench, the control state of motion signals collected at the scene, the hydraulic test bench. The actuator applied to the wheel, the artificial crack evolution. In the end of the experiment, by using scanning electron microscopy, energy spectrum analyzer, ultrasonic detector, tread profile tester and other equipment to test and analyze samples of artificial flaws. The results show that the running mileage and the contact conditions have a great influence on wear and fatigue, and because wear, in the mileage range, the final depth of surface crack evolution of artificial wheel less than its original depth, so it is feasible in wheel running 20~30 million kilometers after the factory repair.

【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U266

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本文編號：1640224