论文题目: 钢轨滚动接触疲劳试验研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 机械设计及理论
作者: 张伟
导师: 刘启跃
关键词: 钢轨,模拟试验,疲劳磨损,轮轨接触,滚动接触疲劳
文献来源: 西南交通大学
发表年度: 2005
论文摘要: 随着高速、重载铁路的发展,以及线路车次的增多,使得钢轨滚动接触疲劳已成为影响铁路运输效率以及经济效率提高的一大难题。钢轨滚动接触疲劳的破坏形式多种多样,加强对钢轨滚动接触疲劳形成机理的研究,有效预防或减缓钢轨滚动接触疲劳损伤,具有十分重要的社会意义和经济意义。 本论文以大量文献研究为基础,结合疲劳试验实际项目,通过JD-1轮轨摩擦模拟试验机进行了大量的钢轨疲劳试验研究,通过改变载荷、车速、曲线冲角以及不同钢轨材质及处理工艺等可以影响钢轨滚动接触疲劳的试验参数,试验研究了钢轨滚动接触疲劳磨损特性,对铁道运输实际应用有一定的参考价值。通过对以上可变参数的试验研究,得到了以下几个主要结论: 1.硬度在钢轨材料抗磨损中起主要作用,硬度高则抗磨损能力强,同种材料经过热处理工艺后其抗磨损性能高于经过热轧处理工艺后的试样;疲劳与磨损存在竞争关系,抗磨损性能强不一定抗疲劳性能强;相同试验工况的试验磨损量主要取决于材料硬度及处理工艺。 2.滚动摩擦因数受车速变化影响较大,车速越高,滚动摩擦因数越低,在其它试验工况相同的条件下,其试样磨损量越小。 3.载荷也是影响试样抗疲劳磨损性能的主要因素。重载下试样磨损量明显大于轻载试样磨损量,无制动力试验磨损量及表面磨损程度均小于加制动力试验磨损量及表面磨损程度;重载容易产生沟槽表面磨痕,是疲劳裂纹多发区。 4.小曲线半径下的试验磨损量大于大曲线半径,试样表面磨损形貌变化较明显,小曲线半径下试样表面磨损严重,伴有沟槽及疏松形貌出现;不同材料在曲线下的抗疲劳磨损表现有很大差异。
论文目录:
第1章 绪论
1.1 滚动接触疲劳概述
1.1.1 滚动接触疲劳破坏形态分类
1.1.2 滚动接触疲劳的危害
1.1.3 影响滚动接触疲劳发生的因素
1.2 滚动接触疲劳形成机理综述
1.2.1 裂纹源及萌生机理
1.2.2 裂纹扩展机理
1.3 减缓滚动接触疲劳的措施
1.3.1 材料的选择
1.3.2 提高轮轨强度
1.3.3 改善工作状况
1.3.4 优化轮轨型面
1.4 研究意义及内容
1.4.1 论文的研究意义
1.4.2 论文主要研究内容
第2章 模拟试验简介
2.1 模拟试验概述
2.1.1 JD-1轮轨摩擦试验机
2.1.2 模拟试验准则
2.1.3 垂向载荷的标定
2.1.4 制动力的标定
2.1.5 试验材料
2.2 试验参数的确定
2.2.1 试验方案
2.2.2 试验参数计算
2.2.3 最大接触应力计算
2.2.4 模拟试样的获得及结构参数
2.3 试验数据的采集
2.3.1 磨损量的测量
2.3.2 试验振动载荷信号的采集
第3章 材料对滚动接触疲劳的影响
3.1 试验前后硬度分析
3.2 磨损量分析
3.2.1 材料不同导致磨损量不同的横向对比
3.2.2 不同材料在不同车速条件下磨损量对比
3.3 试样表面形貌对比分析
3.3.1 试样放大4倍形貌图
3.3.2 试样横向接触宽度磨痕全貌
3.3.3 试样纵向磨痕形貌
3.4 小结
第4章 曲线半径对滚动接触疲劳的影响
4.1 磨损量分析
4.1.1 材料对磨损量的影响
4.1.2 不同曲线半径对磨损量的影响
4.2 试样表面形貌对比分析
4.2.1 试样横向接触宽度磨痕全貌
4.2.2 试样纵向磨痕形貌
4.3 小结
第5章 车速对滚动接触疲劳的影响
5.1 磨损量分析
5.2 不同车速对滚动摩擦因数的关系
5.3 试样表面形貌对比分析
5.3.1 试样横向接触宽度磨痕全貌
5.3.2 试样纵向磨痕形貌
5.4 高速导致波磨现象的发生
5.5 变速导致振动振幅的变化
5.6 小结
第6章 轴重对滚动接触疲劳的影响
6.1 磨损量分析
6.1.1 不同轴重对磨损量的影响
6.1.2 两种材料在不同载荷下有无制动力对磨损量的影响
6.2 试样表面形貌对比分析
6.2.1 试样横向接触宽度磨痕全貌
6.2.2 试样纵向磨痕形貌
6.3 小结
第7章 滚动接触疲劳分析及讨论
7.1 试验不同时间段出现的疲劳现象
7.2 磨损与疲劳的竞争关系
7.3 试验参数对接触疲劳的影响
结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
发布时间: 2006-08-02
参考文献
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