鋼軌的損傷機(jī)理研究.pdf

1、隨著我國重載與高速鐵路的快速發(fā)展，輪軌由于滾動接觸疲勞與磨損引起的失效損傷變得越來越嚴(yán)重，已成為影響鐵路運(yùn)輸安全的重要因素。列車速度的提高，促使接觸疲勞裂紋更易萌生和擴(kuò)展。而鐵路運(yùn)量和軸重的增加，鋼軌磨損日益嚴(yán)重。所以減輕鋼軌損傷的已成為迫切需要研究的重要課題。
　　 本文通過對現(xiàn)場鋼軌的損傷分析和JD-1輪軌模擬試驗(yàn)研究，來研究鋼軌的損傷行為和材料選用方式。論文討論了輪軌滾動接觸過程中疲勞和磨損的相互作用關(guān)系，分析了鋼軌損傷的

2、機(jī)理；目的在于為高速和重載鐵路鋼軌材料的選擇提供了理論依據(jù)。
　　 本文取得的主要結(jié)果和結(jié)論如下：
　　 1.通過對廣深鐵路現(xiàn)場鋼軌的測試分析可知，U75V鋼軌具有較高的強(qiáng)度與硬度，但U75V鋼軌裂紋擴(kuò)展消耗能量小，它的裂紋擴(kuò)展速率要大于U71Mn鋼軌裂紋擴(kuò)展速率，所以U71Mn鋼軌抗疲勞裂紋擴(kuò)展性能優(yōu)于U75V鋼軌，更適合高速鐵路鋪設(shè)使用。
　　 2.JD-1輪軌模擬試驗(yàn)表明，車速越高導(dǎo)致鋼軌磨損越輕微，塑性流

3、動減弱。但是車速越高，疲勞裂紋擴(kuò)展越嚴(yán)重。軸重越大鋼軌磨損越嚴(yán)重，塑性流動越強(qiáng)，且出現(xiàn)了較深的溝槽。但隨著軸重的增加，磨損表面的微裂紋更容易被較大的磨損量所磨去，疲勞損傷輕微。曲率半徑越小，鋼軌的磨損量越大，塑性流動增越強(qiáng)，且表面容易出現(xiàn)掉快。
　　 3.模擬實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)硬度越小的材料，磨損表面的加工硬化程度越強(qiáng)，塑性變形層就越厚。隨著材料硬度的增加，疲勞裂紋隨之?dāng)U展加劇。因?yàn)楦咚黉撥墦p傷主要以疲勞為主，而U71Mn熱軋鋼軌有較好的