高速列车用铝合金晶粒细化技术研究现状

摘要:高铁运输对轻量化和节能降耗的要求不断提高,其对高性能铝合金材料的需求日益增加。细化晶粒是同时提升铝合金强度和塑性,改善其综合性能的重要技术手段。介绍了铝合金在高速列车上的应用现状,包括主要使用的铝合金牌号、形式以及应用场景。按照化学细化法、工艺细化法和物理细化法的分类方式对现有的铝合金晶粒细化方法进行了综述。重点针对晶粒细化剂的研究现状进行了分析,介绍了其制备工艺和细化机理,并提出了存在的问题和进一步提升细化剂性能的建议。

轨道车辆用复合材料无损检测技术概述

摘要:介绍了复合材料在轨道车辆上的应用现状,分析了复合材料的缺陷形式及检测难点,结合国内外复合材料无损检测研究现状,针对轨道车辆复合材料进行了相控阵超声、2D阵列超声和空气耦合超声的检测试验,分析了不同检测技术的适用性,提出借鉴现有航空、军工行业先进材料无损检测技术应用经验,建立轨道车辆复合材料无损检测技术标准体系的建议。

珠光体型高铁车轮钢的研究进展

摘要:珠光体钢具有高强度和优异的耐磨性,广泛应用于铁路车轮。首先总结了目前我国高速动车组车轮的应用现状、轮辋强韧性水平及主要损伤形式;其次,结合350 km/h自主化高铁车轮钢的研发思路从珠光体组织及夹杂物改性控制方面重点介绍了轮辋材料强韧化机理及超高周疲劳性能的研究进展;最后,从冶金与材料学角度提出了未来更高时速高铁车轮用钢的发展思路。

新型环路相变热管散热器在模块设计中的应用

摘要:阐述了新型环路相变热管散热器研发设计的背景及意义,并以高压大电流功率模块的电路拓扑、构成及主要技术参数为设计输入。首先对新型环路相变热管散热器的结构、换热原理及技术优势进行深入研究与分析;其次采用Flotherm 仿真软件进行了满载工况下散热基板、IGBT 模块及流场云图的温度场仿真;最后通过搭建联调试验平台,进行温升试验,验证了该设计方案的正确性、可行性、性能优越性。该新型散热器在轨道交通领域牵引功率模块的成功运用,突破了兆瓦级牵引功率模块一般只能采用水冷冷却方式的局限性。

铁路客车车体结构材料的演变与展望

摘要:阐述了铁路客车车体结构材料所需性能,描述了传统车体结构材料与制造技术的演变历程,介绍了纳米组织控制铝合金、阻燃镁合金、高性能复合材料等新型轻量化材料的研发与应用。提出我国应加强新型轻量化材料在铁路车辆上的应用研究,全面推动新型轻量化材料在轨道交通领域的革命性发展。

磁悬浮列车发展现状与展望

摘 要:作为新型轨道交通技术的典型代表,磁悬浮交通具有无机械接触磨损、运行速度高、安全可靠、环境友好等优点,经过60 年的发展,正逐渐走向成熟. 本文首先对国内外磁悬浮列车的发展历史作了简要回顾;然后,从结构原理、核心技术和应用场景等方面对永磁悬浮、电磁悬浮、电动悬浮和超导钉扎悬浮4 大类磁悬浮交通系统进行了详细介绍,对其悬浮特点、悬浮间隙、磁力计算、驱动技术与技术成熟度等进行了阐述,并指出发展时速600 公里级高速磁浮列车亟须解决的试验平台搭建、电机控制策略、紧急制动、线路维护、无线传能、无线通信、气动噪声、磁浮道岔等8 个关键问题;最后,对超高速真空管道磁悬浮交通系统的研究进展以及需要研究的课题进行了探讨与展望。

重型磁悬浮转子跌落保护轴承失效机理

摘要:国家重点研发计划《高速精密悬浮轴承》对保护轴承跌落承载能力的要求是:转子质量不小于3000kg,跌落转速不小于3000r/min,抗跌落次数不小于10。基于此开展了对保护轴承设计研发及跌落失效机理的研究。提出了两种适用于跌落工况的陶瓷球混合保护轴承方案:满装球无保持架方案和非满装球带保持架方案。搭建了包含动力学、热学在内的转子跌落仿真模型,对不同方案跌落过程的受力和发热过程进行了仿真。将保护轴承安装到试验台架中进行测试,验证了仿真模型的有效性。在测试中发现无保持架保护轴承发生严重失效。对失效轴承的损伤情况进行观察和检测,发现由于滚动体间摩擦因数大,滚动体发生卡死现象,使滚动体与滚道、内圈与转子间发生持续干摩擦,造成内圈严重烧伤与磨损。

搅拌摩擦焊在轨道交通领域的应用现状与发展前景

摘要:从搅拌头几何特征对焊接过程的影响、动车组车体部件的搅拌摩擦焊与钢轨的搅拌摩擦焊3方面总结了搅拌摩擦焊技术在轨道交通领域的应用现状与发展前景。在搅拌摩擦焊过程中,搅拌头几何特征会影响焊接产热与材料流动,进而影响接头性能。因此,应合理设计搅拌头的轴肩形状与尺寸、搅拌针形状与尺寸及搅拌针螺纹。目前,动车组车体部件主要材质为铝合金,其搅拌摩擦焊工艺已较成熟。随着交通运载装备制造领域对轻量化的需求进一步增大,部分车体部件中开始采用镁合金,其搅拌摩擦焊是未来的研究方向。其中,铝-镁异质合金中对于IMCs的调控是研究重点。在钢轨搅拌摩擦焊方面,采用低转速与低焊接速度的方式,可以抑制马氏体组织形成,满足中国铁道行业标准的要求。在此基础上提升焊接效率,是未来研究的关键。

轨道客车轻量化材料及其连接技术的发展与展望

摘要:随着轨道客车产业的快速发展,车辆用材料和连接技术取得了长足的进步,耐候钢、不锈钢及铝合金等金属材料大规模使用,推动了电弧焊、电阻焊、搅拌摩擦焊为代表的焊接方法获得广泛应用,焊接作业自动化率不断提升,更好地保证了产品质量。文中对轨道客车产业现状及发展前景、面临的服役环境挑战进行了简要叙述,对车辆应用材料发展历程进行了总结,对面向未来使用的更高强度、更优性能的轻质合金材料、纤维增强复合材料及其优异的综合服役性能对推动轨道客车领域新材料的不断应用情况进行了分析,同时对激光焊、激光-电弧复合焊、自冲摩擦铆接、绿色优质粘接为代表的先进连接技术对解决未来新型材料连接工艺前景做了展望,提出了今后轨道客车轻量化材料和连接技术的发展方向和研究重点。

高铁轴承钢的技术质量特性识别及重点研制方向

摘要:从相关标准规范、主要故障模式及在用轴承技术状态等多个维度对高铁轴箱轴承用钢的技术性能要求进行了梳理,进而对其核心技术质量特性进行了识别,即“强韧性、抗疲劳、耐磨性”,并对自主化研制高铁轴承钢的技术路线及改进方向给出了建议。在现阶段,集成渗碳钢与“真空脱气+电渣重熔”冶炼方法的优势,是最具合理性与可行性的解决方案。