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

【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)濟的增長。京滬高鐵與京廣高鐵的相繼開通,大大加強了京津冀經(jīng)濟圈與長三角、珠三角經(jīng)濟圈的聯(lián)系,促進了生產(chǎn)要素的快速流通,預計到2020年,“四縱四橫”鐵路規(guī)劃網(wǎng)絡會全面貫通,這將會帶動東部、中部、西部地區(qū)的經(jīng)濟發(fā)展。并且隨著“一帶一路”戰(zhàn)略的實施,我國的高鐵技術將會走出國門,角逐世界市場。高速鐵路與其他交通運輸方式相比,具有以下優(yōu)點:舒適快捷、安全平穩(wěn)、節(jié)能環(huán)保、載運量大,同時高鐵運輸?shù)恼自O施可以帶動我國裝備制造業(yè)的向前發(fā)展。如今,動車組的實際速度可達到250~380km/h,運行一段時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,這時車輪需要進廠返修或更換鋼軌,通過旋修工藝或打磨技術恢復輪軌的使用性能。調研發(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,抑制了裂紋的進一步擴展。因此在一定運行里程范圍內,研究輪軌接觸疲勞與磨耗的競爭關系,對于正確維護保養(yǎng)車輪與鋼軌具有重要的現(xiàn)實意義。車輪踏面上的接觸疲勞形成機理十分復雜,涉及到許多交叉的學科,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外輪軌滾動接觸疲勞損傷問題研究的基礎上,首先模擬仿真輪軌接觸在不同軸重、橫移量、沖角、軌底坡下的應力應變狀態(tài),并找出對輪軌接觸狀態(tài)影響最大的因素,為后文進一步分析接觸疲勞打下基礎。其次對車輪踏面上人造裂紋的演化進行了定性分析,重點考察彎道半徑、運行里程、沖擊載荷對車輪踏面上疲勞裂紋的影響。實驗操作為將車輪試樣安裝在實驗臺架上,對照現(xiàn)場采集到的運動狀態(tài)信號,通過實驗臺架上的液壓驅動器施加給車輪,促使人造裂紋演化。在實驗后期,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備對車輪試樣上的人造裂紋進行測試分析。結果表明:運行里程和接觸狀態(tài)對磨耗和疲勞都有很大影響,并且由于磨耗的存在,在實驗里程范圍內,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行20~30萬公里后再進廠返修是可行的。
[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.

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

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 姜建華,戴月輝;有限元網(wǎng)格自適應技術在輪軌接觸分析中的運用[J];鐵道學報;2001年02期

2 孫瓊;輪軌接觸振動及其對輪軌粘著的影響[J];鐵道機車車輛;2002年S1期

3 趙永翔;楊冰;米彩盈;;鐵路輪軌接觸力循環(huán)計數(shù)新方法[J];工程力學;2006年06期

4 劉新明;輪軌接觸幾何參數(shù)計算[J];鐵道車輛;1993年07期

5 裴有福，金元生，溫詩鑄;輪軌接觸溫升的有限元分析[J];中國鐵道科學;1996年04期

6 江曉禹,金學松;考慮表面微觀粗糙度的輪軌接觸彈塑性分析[J];西南交通大學學報;2001年06期

7 H.Schwarze ,王渤洪;與速度有關的高負荷輪軌接觸的粘著力(一)[J];變流技術與電力牽引;2002年03期

8 H.Schwarze,王渤洪;與速度有關的高負荷輪軌接觸的粘著力(二)[J];變流技術與電力牽引;2002年04期

9 張軍;仲政;;機車車輛輪軌接觸問題的數(shù)值模擬[J];同濟大學學報(自然科學版);2006年09期

10 倪平濤;王開文;張衛(wèi)華;池茂儒;;輪軌接觸關系計算方法[J];交通運輸工程學報;2006年04期

相關會議論文 前4條

1 趙永翔;楊冰;米彩盈;;鐵路輪軌接觸力的循環(huán)計數(shù)[A];中國鐵道學會車輛委員會2004年度鐵路機車車輛動態(tài)仿真學術會議論文集[C];2004年

2 高學軍;李映輝;樂源;;非線性輪軌接觸關系下轉向架系統(tǒng)對稱/不對稱分岔分析[A];第六屆全國動力學與控制青年學者學術研討會論文摘要集[C];2012年

3 吳昌華;張健;;機車曲線通過時輪軌接觸問題有限元分析[A];慶祝中國力學學會成立50周年暨中國力學學會學術大會’2007論文摘要集（下）[C];2007年

4 趙振;劉才山;馬道林;張宏劍;;滾動摩阻與線碰撞[A];第七屆全國多體系統(tǒng)動力學暨第二屆全國航天動力學與控制學術會議會議論文集[C];2011年

相關博士學位論文 前4條

1 干鋒;高速列車輪軌接觸關系研究[D];西南交通大學;2015年

2 任愈;輪軌接觸狀態(tài)在線檢測關鍵技術研究[D];西南交通大學;2012年

3 楊宏印;高速鐵路車—線—橋動力分析理論及橋上軌道激勵影響研究[D];華中科技大學;2014年

4 張澎湃;動車組車輪疲勞性能數(shù)值仿真和評定方法研究[D];中國鐵道科學研究院;2014年

相關碩士學位論文 前10條

1 陳思亦;重載鐵路曲線段鋼軌型面優(yōu)化[D];石家莊鐵道大學;2015年

2 郭偉杰;高速動車組車輪疲勞裂紋研究[D];太原理工大學;2016年

3 劉浩;高速輪軌接觸狀態(tài)可視化檢測裝置[D];西南交通大學;2005年

4 劉偉;輪軌接觸斑測試及接觸應力分析[D];北京交通大學;2014年

5 王明舉;低地板輕軌車輛輪軌接觸問題的研究[D];大連交通大學;2008年

6 任崇麗;輪軌接觸分析及加工工藝研究[D];吉林大學;2008年

7 盧勇;大功率機車輪軌接觸問題研究[D];華東交通大學;2011年

8 方白;輪軌接觸幾何計算及其對動力學穩(wěn)定性的影響[D];中央民族大學;2013年

9 戚晨輝;輪軌接觸參數(shù)化研究[D];華中科技大學;2013年

10 林國進;輪對彈性及參數(shù)對輪軌接觸關系影響研究[D];北京交通大學;2015年

，

本文編號：1640224