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轮轨硌伤诱发滚动接触疲劳机制的材料影响
被引量:
1
1
作者
尹
利
钧
赵鑫
+3 位作者
张笃超
罗易飞
温泽峰
周韶博
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期41-49,共9页
利用GPM-30滚动接触疲劳磨损试验机,在油润滑条件下试验研究轮轨材料对丝锥硌伤诱发局部滚动接触疲劳(LRCF)的影响,涉及ER8高速车轮钢、U71MnG高速钢轨钢,以及1280 MPa和1380 MPa级的贝马复相、PG4、PG5等4种新开发的重载钢轨钢。发现...
利用GPM-30滚动接触疲劳磨损试验机,在油润滑条件下试验研究轮轨材料对丝锥硌伤诱发局部滚动接触疲劳(LRCF)的影响,涉及ER8高速车轮钢、U71MnG高速钢轨钢,以及1280 MPa和1380 MPa级的贝马复相、PG4、PG5等4种新开发的重载钢轨钢。发现硌伤诱发的剥离掉块仅发生在硬度低于300 HV的ER8和U71MnG高速轮轨材料,且只有在硌伤深度超过150~200μm的临界值时发生,对于硬度高于400 HV的重载钢轨材料,表面硌伤不太可能诱发局部滚动接触疲劳。试样表面和剖切观测显示,初始疲劳裂纹可萌生于硌伤内部和前、后沿,底部萌生的裂纹更容易导致包含深裂纹和大块剥离的局部滚动接触疲劳,后沿比前沿更容易萌生初始裂纹。与U71MnG高速钢轨相比,硬度更低的ER8高速车轮钢试样上硌伤引发剥离掉块的可能性更高,但U71MnG钢轨钢试样上萌生的初始裂纹可扩展得更宽、更深,更易引发大块剥离,局部滚动接触疲劳造成的后果更严重。
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关键词
轮轨材料
硌伤
局部滚动接触疲劳
双盘试验
油润滑
高速轮轨钢
重载钢轨钢
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职称材料
缩尺车轮−环轨试验台轮轨静态接触相似性研究
被引量:
1
2
作者
罗易飞
赵鑫
+3 位作者
周志军
尹
利
钧
温泽峰
杨吉忠
《中南大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第10期3901-3911,共11页
为研究缩尺车轮−环轨试验台对我国高速铁路服役轮轨的模拟能力,以轮轨滚动行为模拟试验台为例,分别建立轮轨静态接触有限元模型以及我国典型高速铁路系统的全尺寸服役轮对−轨道接触有限元模型,分析轮径、钢轨曲线半径、轮轨几何等非恒...
为研究缩尺车轮−环轨试验台对我国高速铁路服役轮轨的模拟能力,以轮轨滚动行为模拟试验台为例,分别建立轮轨静态接触有限元模型以及我国典型高速铁路系统的全尺寸服役轮对−轨道接触有限元模型,分析轮径、钢轨曲线半径、轮轨几何等非恒定缩尺比例因素存在时的轮轨接触相似性,对比试验和服役轮轨系统在不同冲角、横移、相对位置等条件下的轮轨静态接触解,具体包括最大接触压力、接触斑面积及轨内Von Mises等效应力。研究结果表明:在最大法向接触压力相等的模拟准则下,高速轮轨系统对应的试验车轮垂向载荷为10.56 kN,而其在最大轨内Von Mises等效应力相等的模拟准则下的相应载荷为9.34 kN。冲角和轮轨相对于轨枕的位置的影响可以忽略;试验车轮横移−3.0~1.0 mm与服役轮对相应横移−9.0~3.0 mm条件下的最大接触压力相对误差小于5.2%,接触压力分布、接触斑面积、轨内Von Mises等效应力等均具有良好相似性,但在更大正向横移下接触状态存在无法忽略的差异。由此可见,在负向和正向小横移时,轮轨滚动行为模拟试验台在轮轨法向接触方面能够精确地模拟服役轮轨系统。
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关键词
高速轮轨试验台
有限元方法
轮轨静态接触
应力
相似性
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职称材料
高速铁路钢轨硌伤疲劳扩展模拟试验研究
3
作者
周韶博
尹
利
钧
+3 位作者
杨光
李英奇
刘佳朋
赵鑫
《铁道建筑》
北大核心
2022年第9期25-29,共5页
采用GPM-30双盘试验机,利用U71MnG钢轨和ER8车轮材料开展钢轨试样表面预制硌伤的滚动疲劳试验,对试验后不同深度的圆锥形、方锥形、球形、长条形硌伤的表面形貌和内部伤损特征进行对比分析。结果表明:钢轨试样硌伤疲劳扩展形成的局部滚...
采用GPM-30双盘试验机,利用U71MnG钢轨和ER8车轮材料开展钢轨试样表面预制硌伤的滚动疲劳试验,对试验后不同深度的圆锥形、方锥形、球形、长条形硌伤的表面形貌和内部伤损特征进行对比分析。结果表明:钢轨试样硌伤疲劳扩展形成的局部滚动接触疲劳伤损包括表面裂纹、浅层剥离和深层掉块;硌伤的滚动疲劳扩展与其初始深度和外形的尖锐程度密切相关;球形硌伤发生滚动接触疲劳的可能性最小,圆锥形和长条形硌伤的可能性最大;硌伤进一步扩展为局部滚动接触疲劳伤损的临界深度约为150μm。
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关键词
高速铁路
钢轨
硌伤疲劳扩展
试验研究
局部滚动接触疲劳伤损
硌伤深度
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职称材料
题名
轮轨硌伤诱发滚动接触疲劳机制的材料影响
被引量:
1
1
作者
尹
利
钧
赵鑫
张笃超
罗易飞
温泽峰
周韶博
机构
西南交通大学牵引动力国家重点实验室
中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所
出处
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第6期41-49,共9页
基金
国家自然科学基金(52027807)
四川省国际科技创新合作项目(2021YFH0006)
+1 种基金
牵引动力国家重点实验室自主课题(2019TPL_T17)
中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划(K2021G015)。
文摘
利用GPM-30滚动接触疲劳磨损试验机,在油润滑条件下试验研究轮轨材料对丝锥硌伤诱发局部滚动接触疲劳(LRCF)的影响,涉及ER8高速车轮钢、U71MnG高速钢轨钢,以及1280 MPa和1380 MPa级的贝马复相、PG4、PG5等4种新开发的重载钢轨钢。发现硌伤诱发的剥离掉块仅发生在硬度低于300 HV的ER8和U71MnG高速轮轨材料,且只有在硌伤深度超过150~200μm的临界值时发生,对于硬度高于400 HV的重载钢轨材料,表面硌伤不太可能诱发局部滚动接触疲劳。试样表面和剖切观测显示,初始疲劳裂纹可萌生于硌伤内部和前、后沿,底部萌生的裂纹更容易导致包含深裂纹和大块剥离的局部滚动接触疲劳,后沿比前沿更容易萌生初始裂纹。与U71MnG高速钢轨相比,硬度更低的ER8高速车轮钢试样上硌伤引发剥离掉块的可能性更高,但U71MnG钢轨钢试样上萌生的初始裂纹可扩展得更宽、更深,更易引发大块剥离,局部滚动接触疲劳造成的后果更严重。
关键词
轮轨材料
硌伤
局部滚动接触疲劳
双盘试验
油润滑
高速轮轨钢
重载钢轨钢
Keywords
wheel/rail material
indentation
local rolling contact fatigue
twin-disc test
oil lubrication
high speed wheel/rail steel
heavy haul rail steel
分类号
TH117.1 [机械工程—机械设计及理论]
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职称材料
题名
缩尺车轮−环轨试验台轮轨静态接触相似性研究
被引量:
1
2
作者
罗易飞
赵鑫
周志军
尹
利
钧
温泽峰
杨吉忠
机构
西南交通大学牵引动力国家重点实验室
中铁二院工程集团有限责任公司
出处
《中南大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第10期3901-3911,共11页
基金
国家自然科学基金资助项目(51675444)
四川省科技计划项目(2020YFQ0024)
牵引动力国家重点实验室自主研究课题资助项目(2019TPL-T17)。
文摘
为研究缩尺车轮−环轨试验台对我国高速铁路服役轮轨的模拟能力,以轮轨滚动行为模拟试验台为例,分别建立轮轨静态接触有限元模型以及我国典型高速铁路系统的全尺寸服役轮对−轨道接触有限元模型,分析轮径、钢轨曲线半径、轮轨几何等非恒定缩尺比例因素存在时的轮轨接触相似性,对比试验和服役轮轨系统在不同冲角、横移、相对位置等条件下的轮轨静态接触解,具体包括最大接触压力、接触斑面积及轨内Von Mises等效应力。研究结果表明:在最大法向接触压力相等的模拟准则下,高速轮轨系统对应的试验车轮垂向载荷为10.56 kN,而其在最大轨内Von Mises等效应力相等的模拟准则下的相应载荷为9.34 kN。冲角和轮轨相对于轨枕的位置的影响可以忽略;试验车轮横移−3.0~1.0 mm与服役轮对相应横移−9.0~3.0 mm条件下的最大接触压力相对误差小于5.2%,接触压力分布、接触斑面积、轨内Von Mises等效应力等均具有良好相似性,但在更大正向横移下接触状态存在无法忽略的差异。由此可见,在负向和正向小横移时,轮轨滚动行为模拟试验台在轮轨法向接触方面能够精确地模拟服役轮轨系统。
关键词
高速轮轨试验台
有限元方法
轮轨静态接触
应力
相似性
Keywords
high-speed wheel-rail test rig
finite element method
static wheel-rail contact
stress
similarity
分类号
U211.5 [交通运输工程—道路与铁道工程]
下载PDF
职称材料
题名
高速铁路钢轨硌伤疲劳扩展模拟试验研究
3
作者
周韶博
尹
利
钧
杨光
李英奇
刘佳朋
赵鑫
机构
中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所
西南交通大学牵引动力国家重点实验室
出处
《铁道建筑》
北大核心
2022年第9期25-29,共5页
基金
中国铁道科学研究院集团有限公司基金(2019YJ093)
中国铁道科学研究院集团有限公司金属及化学研究所基金(2019SJ08)。
文摘
采用GPM-30双盘试验机,利用U71MnG钢轨和ER8车轮材料开展钢轨试样表面预制硌伤的滚动疲劳试验,对试验后不同深度的圆锥形、方锥形、球形、长条形硌伤的表面形貌和内部伤损特征进行对比分析。结果表明:钢轨试样硌伤疲劳扩展形成的局部滚动接触疲劳伤损包括表面裂纹、浅层剥离和深层掉块;硌伤的滚动疲劳扩展与其初始深度和外形的尖锐程度密切相关;球形硌伤发生滚动接触疲劳的可能性最小,圆锥形和长条形硌伤的可能性最大;硌伤进一步扩展为局部滚动接触疲劳伤损的临界深度约为150μm。
关键词
高速铁路
钢轨
硌伤疲劳扩展
试验研究
局部滚动接触疲劳伤损
硌伤深度
Keywords
high speed railway
rail
indentation fatigue extension
experimental study
local rolling contact fatigue damage
indentation depth
分类号
U214.8 [交通运输工程—道路与铁道工程]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
轮轨硌伤诱发滚动接触疲劳机制的材料影响
尹
利
钧
赵鑫
张笃超
罗易飞
温泽峰
周韶博
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023
1
下载PDF
职称材料
2
缩尺车轮−环轨试验台轮轨静态接触相似性研究
罗易飞
赵鑫
周志军
尹
利
钧
温泽峰
杨吉忠
《中南大学学报(自然科学版)》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
1
下载PDF
职称材料
3
高速铁路钢轨硌伤疲劳扩展模拟试验研究
周韶博
尹
利
钧
杨光
李英奇
刘佳朋
赵鑫
《铁道建筑》
北大核心
2022
0
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职称材料
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