低周疲劳的结构应变法在铁路货车上的工程应用

摘要: 为了开展铁路货车车体焊接结构的低周疲劳寿命预测,详细推导了理想弹塑性结构应变计算理论,基于计算理论进行了程序设计,并通过焊接接头试验进行了验证. 进一步开展了平面应变焊接接头模型的仿真计算结果和结构应变法计算结果的对比,探讨结构应变法的使用条件. 最后,将虚拟台架与结构应力变结合开展了快捷货车的低周疲劳寿命分析的工程应用. 结果表明:提出的低周疲劳的结构应变方法及其计算程序,当结构应力与屈服强度的差值在150 MPa 以内时,理想弹塑性结构应变计算结果与实际结果一致,能够解决铁路货车低周疲劳寿命预测问题;当结构应力与屈服强度差值超过150 MPa 后,随着结构应力的增加,误差也增加. 该文的研究为低周疲劳的结构应变法工程推广应用提供了良好的技术支撑.创新点: (1) 完成了基于平面应变状态的结构应变计算方法的程序设计.(2) 基于平面应变模型的结构应变法的适用性分析.(3) 系统开展虚拟台架与结构应变法相结合的货车车体工程应用.

我国高速铁路钢轨现状及技术展望

摘要:经过十余年的研究和发展,我国高速铁路钢轨标准和质量达到了世界先进水平。高速轮轨匹配关系的研究及应用结果表明:适当地提高车轮硬度,能够延长轮轨部件的使用寿命,与其他2种钢轨型面相比,60N廓形适应性更佳,有效改善了动车组运行性能。高速铁路钢轨的服役性能表现为,大半径曲线和直线钢轨磨耗较小,高速铁路钢轨主要伤损形式表现为擦伤、硌伤以及波磨等。智能运维和适应更高速度将是我国高速铁路钢轨技术的重点发展方向。

国内外钢轨快速打磨技术对比与创新应用

摘要:钢轨快速打磨采用被动式打磨技术,最先在德国投入工程化应用,其应用有较为成熟的经验。钢轨快速打磨技术引入国内十年以来,得到广泛运用和推广,适应国内高速铁路的快速打磨技术管理体系仍在不断完善。对国内外钢轨快速打磨技术的发展及应用进行对比和分析,以更好地促进快速打磨技术在国内的科学运用,完善快速打磨技术的创新和发展。

转向架轴箱弹簧断裂失效分析及预防

摘要:某型大功率交流传动机车在运营100万km期间,转向架轴箱弹簧发生断裂。采用断口显微组织检验、金相分析、化学成分分析、硬度检测等方法,同时结合弹簧设计标准,通过构建有限元模型及模拟运营工况,对弹簧发生断裂失效的原因进行分析,并提出了预防弹簧断裂失效的改进措施。

新能源混合动力机车发展现状及关键技术综述

摘要:新能源混合动力机车采用两个及以上新能源系统提供车辆运行所需能量,通过不同能源的优化互补提升机车的能效,降低碳排放,可满足机车“最后一公里”及跨线运行需求。文章详细介绍了国内外混合动力机车的研制和应用情况,阐述了新能源混合动力机车的基本技术特征,重点对其新能源动力装置、主电路结构、能量管理、安全设计、仿真分析等关键技术进行了分析和研究,最后对新能源混合动力机车技术的发展方向进行了展望。

高速列车粉末冶金制动材料的研究进展

摘要:为适应高速列车更快速、更安全、更舒适、更环保的发展需求,高速列车制动材料应具备合适且稳定的摩擦因数、优良的耐磨性、高的耐热性与抗热疲劳性、足够的机械强度、与制动盘匹配良好、良好的环境适应性及环境友好性等特性。由于在制动方面具有不可替代的优越性,目前300 km/h 及以上的高速列车均采用粉末冶金制动材料。从材料设计、制备技术、摩擦磨损性能与机理及性能评价等方面,对近年来高速列车粉末冶金制动材料的研究进展进行了综述。首先,阐述了材料中基体组元、润滑组元及摩擦组元的基础研究,以及材料的环保化、组元简易化发展趋势; 其次,探讨了制备工艺参数对摩擦磨损性能的影响,简述了制备技术的发展; 再次,分析了服役条件对摩擦磨损性能的影响规律,介绍了闸片/制动盘匹配性的研究; 最后,归纳了摩擦磨损性能的评价与预测方法,总结了摩擦磨损机理的最新研究进展。

时速350km高速列车用铜基闸片材料的摩擦性能

摘要:闸片是高速列车制动系统的核心部件,本文设计了350 km·h–1 高速列车用铜基闸片材料,对闸片进行了1∶1 台架实验考核,重点分析了摩擦膜的性质及闸片的摩擦磨损性能. 结果表明,研制闸片不仅具有优异的摩擦系数稳定性和低的磨耗,还具有不伤盘的特点. 瞬时摩擦系数和平均摩擦系数均满足TJCL/307—2019 标准的要求,摩擦系数稳定性为0.0015,250~380 km·h–1 制动速率范围内的摩擦系数热衰退仅0.027,在380 km·h–1 下的平均摩擦系数仍维持在0.35,平均磨耗仅0.06 cm3·MJ–1. 闸片优异的摩擦制动性能归因于形成了高强韧、低转移速率的摩擦膜. 利用大粒径摩擦组元作为外部运动障碍钉扎摩擦膜. 摩擦膜中的亚微米磨屑作为摩擦膜与对偶盘的啮合点,提供摩擦阻力,以保持高速制动时的摩擦系数. 添加的易氧化组元为摩擦膜源源不断提供氧化物,研磨生成的纳米氧化物作为弥散相强化摩擦膜. 通过多尺度颗粒的协同增强,实现了摩擦膜的动态稳定化,赋予了闸片优异的摩擦磨损性能.

轨道交通车体用铝合金材料及其焊接技术

摘要:介绍轨道交通车体用铝合金、铝合金焊接材料及其性能要求。针对铝合金传统的MIG焊、TIG焊,以及新型的双丝MIG焊、搅拌摩擦焊、手持式激光焊和激光复合焊等焊接方法、设备及工艺特点,论述了各种焊接方法的优缺点、难点及应用的关键技术。介绍了轨道交通铝合金焊接常用的标准,为轨道交通铝合金车体制造及焊接技术应用提供了参考。

高速列车铜基摩擦材料的成分设计研究进展

摘要:铜基摩擦材料因具有优异的导热、抗氧化、抗高温粘着、摩擦因数稳定和耐磨损等综合性能,广泛应用于高速列车制动系统中,是高速列车安全运行的保障。铜基摩擦材料是采用粉末冶金工艺制备的由金属与非金属组成的多元复合材料,可以通过对材料成分大范围内的调节,实现材料摩擦磨损性能的调控。然而,随着高速列车向高速高能载方向发展,摩擦材料需要承受强表面氧化、高热负荷和高载荷冲击的共同作用,铜基摩擦材料在服役过程中出现基体高温软化、石墨润滑相烧蚀、摩擦衰退、以及掉边角等问题。近年来研究者从材料成分和工艺出发,通过对基体组元的固溶、弥散强化提高基体强度,采取润滑组元的多元复合拓宽温度适应范围,选择金属或合金摩擦组元替代陶瓷摩擦组元以及陶瓷颗粒表面镀铜等方法改善界面结合提高剪切强度。本文系统总结了铜基摩擦材料的成分设计研究进展,分析了各组元成分、含量的变化和发展趋势,综述了基体组元、润滑组元、摩擦组元以及界面结构的调控对材料摩擦磨损性能的影响,最后提出构建材料成分⁃摩擦层⁃摩擦磨损性能之间关系,为铜基摩擦材料成分设计提供依据。

时速160 km城际电动车组铝合金车体工艺研究

摘要:时速160km城际电动车组是公司研制的首列铝合金A型车体,针对结构组对、铝合金焊接变形、型材加工等诸多工艺难点,通过反复的试制与研究,现已成功掌握了设计时速160km城际电动车组车体的制造工艺流程,为后续广州13号线地铁车辆批量生产提供了坚实的技术保障。