关键词： 轮轨关系   摩擦管理   轨顶摩擦控制   机车能耗  

摘要： 作为探讨轮轨相互作用系列文章中的最后一篇,介绍影响机车能耗的主要因素及轮轨界面摩擦管理降低机车能耗的基本原理,并结合国内外实际应用案例着重分析不同摩擦管理途径和不同线路条件下所取得的降低能耗的实际效果;最后简单介绍大半径曲线和直线线路上实现能耗降低的最新研究成果。

关键词： 激光熔覆   轮轨   组织   Co基合金   磨损率  

摘要： 为提高轮轨材料的耐磨性降低轮轨磨损,利用CO2多模激光器在轮轨试样表面获得Co基合金熔覆层,测试分析了其组织结构性能和显微硬度,利用MMS-2A微机控制摩擦磨损试验机对比研究了激光熔覆处理与未处理轮轨试样的抗磨损性能.结果表明:激光熔覆处理后在轮轨试样表面获得与基体良好结合厚度约1 mm的熔覆层;熔覆层主要由枝晶(γ-Co)和共晶组织(Cr23C6+γ-Co)构成,初生相为γ-Co过饱和固溶体,富含Cr元素,共晶组织中富含Co元素;结合区为粗大柱状晶,从中部到表层出现胞状晶、树枝晶等多种形态.离界面越远组织越细密,组织生长方向紊乱;结合区存在元素扩散,尤其是Fe、Cr和Co含量变化显著;激光熔覆Co基合金后轮轨试样硬度分别提高约52.98%和43.44%,能有效降低对摩副磨损,轮轨抗磨损能力提高约为原来的5倍.

关键词： 车辆动力学   欠超高   过超高   地铁轮轨磨耗   仿真  

摘要： 为了减轻地铁车辆在圆曲线区段运行所造成的轮轨磨耗,提高车辆运行的安全性与舒适性,基于车辆动力学理论,通过动力学软件SIMPACK建立轮轨关系模型,针对列车通过圆曲线时过超高、正常超高和欠超高三种工况进行研究.分析了三种工况下,轮轨横向力、轮轨垂向力、脱轨系数、磨耗功率、磨耗指数、轮重减载率和倾覆系数7个动力学参数在列车运行中的变化规律,并深入分析磨耗指数和磨耗功率与车辆实际通过时产生超高的变化规律,得出超高变化与磨耗指数成负相关,与磨耗功率成正相关,且列车通过圆曲线时应尽量降低速度,在条件不允许时,应采用尽量小的欠超高.

关键词： 轨道交通   轮轨力   小波变换   基准漂移   去噪   信号提取  

摘要： 利用LabVIEW提供的高级信号处理工具包和数字滤波器设计工具包对实测轮轨力应变信号进行处理,内容包括消除基准漂移、去除宽带噪声和提取信号特征等。经过处理后证实:Kaiser窗高通滤波器和WA Detrend VI可以很好地消除信号基准漂移,WA Detrend VI比Kaiser窗高通滤波器效果更好;信号经WA Denoise VI处理后,信号噪声消除效果明显;Multiresolution Analysis VI处理信号后,可以很好地提取信号特征。

关键词： 地铁车辆   轮轨横向动力   轨道刚度   悬挂参数  

摘要： 根据120 km/h A型地铁车辆及实际运营线路特点,文章从车辆和轨道相互作用的角度,运用车辆-轨道耦合动力学模型及理论,借助SIMPACK动力学分析软件,分析轨道的整体刚度和阻尼、地铁车辆的悬挂参数对轮轨横向动力作用的影响规律,据此提出实现该型地铁车辆的轮轨横向低动力的措施。结果表明,合理选择轨道的整体刚度和阻尼及地铁车辆的悬挂参数,能有效地降低轮轨横向力,减少轮轨磨耗。

关键词： 轨道荷载谱   25t轴重   长期监测  

摘要： 轨道荷载谱是轨道部件设计的重要参考依据。本文依托大秦重载铁路轨道动力学长期监测数据,对通过R500 m曲线、R800 m曲线和直线段等3个特征地段的25 t轴重C80重车轮轨垂直动荷载分布状况进行数理统计,绘制了不同线路特征条件下的轨道荷载谱,并通过轨道荷载谱揭示了25 t轴重疲劳荷载作用下的荷载分布特点。

关键词： 轮轨材料   列车轴重   行车速度   滚动磨损   损伤行为  

摘要： 高速铁路与重载铁路是中国铁路两大发展趋势，即客运朝着高速铁路方向发展，货运朝着重载铁路方向发展，并逐步实现客货分运，以便更加合理有效地运营和管理铁路。同时，速度和轴重的增加对轮轨系统的安全性、轮轨材料的抗磨性能和抗疲劳性能提出了更高的要求。因此，系统地研究轴重和速度对轮轨材料磨损与损伤行为的影响、更加全面地分析不同轴重和速度参数下轮轨材料的损伤机制，对中国铁路未来的发展具有十分重要的指导意义。\n 利用WR-1轮轨滚动磨损试验机实验研究了五种轴重和四种转速工况下的轮轨滚动磨损与损伤行为。借助于电子天平、硬度仪、光学显微镜、扫描电子显微镜及X射线衍射仪等对轮轨材料的微观组织、磨损性能、表面磨痕、磨屑形貌和成分等进行了微观测试分析，阐明了不同参数下轮轨材料的损伤机制。\n 论文研究主要结论如下:\n (1)随轴重增加，轮轨材料磨损率、塑性变形层厚度以及硬化率都增大;随速度增加，钢轨试样表面硬度和塑性变形层厚度基本保持不变，车轮试样表面硬度和塑性变形层厚度呈减小趋势，轮轨硬度比减小，车轮材料磨损率增加，钢轨材料磨损率减小。\n (2)车轮材料磨损图分为轻微磨损区和严重磨损区，两区分界线对应的试样磨损率大约为2.0×10-6g/m。当轴重和速度较小时，车轮材料处于轻微磨损区，主要损伤形式为轻微疲劳磨损;当轴重和速度较大时，车轮材料处于严重磨损区，主要磨损形式随着速度的增加从严重疲劳磨损转变为粘着磨损和疲劳磨损。钢轨材料磨损图也分为严重磨损和轻微磨损。当轴重较小速度较大时，钢轨材料处于轻微磨损区，主要损伤形式为轻微起皮;当轴重较大速度较小时，钢轨材料处于严重磨损区，主要磨损形式随着速度的增加从严重起皮转变为严重块状剥落。\n (3)车轮试样表面疲劳裂纹沿塑性变形区内铁素体线向材料内部发展，最后疲劳断裂形成磨屑;钢轨试样表面裂纹发展到一定深度后折向表面形成块状剥落并产生磨屑。磨屑为片层结构，成分为Fe2O3和马氏体。随轴重增加，磨屑尺寸呈整体变大趋势;随速度增加，磨屑尺寸呈整体减小趋势，马氏体含量增大。\n (4)轮轨表面裂纹可分为单层裂纹和多层裂纹，多层裂纹中的夹层材料容易挤压破碎。二次裂纹沿着与主裂纹成小角度的方向发展，相对于钢轨试样，车轮试样中的二次裂纹较长，二次裂纹与主裂纹的角度较小。\n (5)轮轨试样单位接触面积磨损率随Tγ/A呈现线性增加趋势;轮轨试样接触状态处于“踏面接触区域”，轮轨材料Archard磨损系数k处于1～10×10-4区间内。

关键词： 光纤布喇格光栅   轮轨垂向力   钢轨应变   有限元分析  

摘要： 提出基于光纤布喇格光栅(FBG)传感技术监测轮轨垂向力的方法。根据FBG传感特性和轮轨作用力的特点,给出FBG轮轨垂向力监测原理,并设计出可以实现分布式传感监测的监测系统结构。最后通过有限元仿真计算验证提出的轮轨垂向力监测方法的正确性。

关键词： 轨道规划   武汉市   评审   三轮   国家发展和改革委员会   轨道交通建设   网络体系   交通线路  

摘要： 近日获悉，武汉市第三轮轨道交通建设规划已通过国家评审，本轮规划是原轨道交通建设网络体系的必要补危和延伸。在未来6年内，武汉市将新建170km共10条轨道交通线路，估算投资1100亿元。受国家发展和改革委员会委托，

关键词： 激光熔覆   轮轨材料   Fe基合金   微观组织   磨损性能   表面处理  

摘要： 重载化是铁路运输发展方向之一，重载铁路的主要特点是大轴重和大运输量。重载铁路技术的不断发展，为现代社会进步做出重要贡献，但重载铁路系统中的一些问题也逐渐暴露出来，而轮轨的磨损就是其中最重要的问题之一。激光熔覆作为先进的表面处理方法，许多轮轨研究学者已经将其应用于轮轨材料表面处理，通过激光熔覆技术对重载轮轨材料表面进行处理，使重载轮轨的磨损有所减缓，这不仅能够提高铁路运输安全性同时又可以减少铁路运输成本。\n 论文所用激光熔覆材料是Fe基合金粉末，以及添加0.4％、1.2％、2％氧化镧后的Fe基合金粉末，所用设备为CO2激光器(TR-3000)，对车轮和钢轨试样表面激光熔覆处理后，分别获得具有四种Fe基合金激光熔覆涂层的轮轨试样，通过维氏硬度仪测量激光熔覆涂层的硬度、使用扫描电子显微镜观察熔覆层微观组织结构、元素分布及利用X射线衍射仪分析熔覆层物相组成等。在干态下和油润滑条件下，利用MMS-2A滚动磨损试验机分别研究了激光熔覆处理轮轨试样的磨损性能及滚动接触疲劳性能，使用测量分析设备如维氏硬度仪、扫描电子显微镜、X射线衍射仪及光学显微镜等，对轮轨试样的磨损与损伤进行了分析。\n 所得出的主要结论如下:\n 1、轮轨试样的激光熔覆层组织均匀致密，未发现明显的气孔、裂纹，熔覆组织主要有两种，分别是晶组织和枝晶组织;结合区附近主要为粗大柱状晶组织，中部至表层出现胞状晶、树枝晶;主要组成相为(Fe，Ni)和Cr7C3;激光熔覆Fe基处理使轮轨试样表面硬度得到较大提高;氧化镧的加入，改变晶界的结构，降低晶界张力和促使晶粒长大的驱动力，使晶粒发生细化，从而使组织更加均匀，共晶组织结构明显细化并且弥散度增大。\n 2、轮轨试样进行Fe基熔覆处理后，枝晶组织具有较好的韧性，网状共晶组织具有较高硬度，二者相互作用，形成了特殊结构，使熔覆试样具有极高的表面硬度，同时具有较好的韧性，其抗磨损性能明显增强，磨损率分别降低了32％和42％，有效地减缓了试样的表面损伤、表层塑性变形及裂纹的扩展，Fe基熔覆处理使轮轨试样的磨损机制发生变化，由为疲劳磨损变为了轻微疲劳和轻微粘着磨损。\n 3、添加氧化镧后，氧化镧在晶界处偏聚，阻碍晶粒长大，使晶界得到强化，促使晶粒之间的滑移容易传递，有利于表层组织中微裂纹顶部的应力松弛，增大裂纹扩展的阻力，使材料的磨损降低，1.2％氧化镧对激光熔覆车轮和钢轨试样的强化作用最好，磨损率分别降低约为46％和76％，且抵抗表层裂纹出现及扩展的能力最好。\n 4、在油润滑条件下激光熔覆处理后轮轨试样的表面损伤轻微，试样的抗疲劳剥离性能明显提高;添加氧化镧后晶界杂质减少，熔覆层组织得到改善，晶粒不易碎裂，共晶组织细化弥散度增大，材料韧性增强，试样表面剥离损伤进一步减轻，其中添加1.2％氧化镧后，试样的滚动接触疲劳性能最好。