合成摩擦材料在轨道交通领域的应用与发展

摘要:合成摩擦材料以其重量轻、摩擦系数稳定、性能可调节性强等优点,成为轨道交通列车制动装置中的关键材料,主要产品应用于制动的合成闸片、合成闸瓦和用于踏面清扫及修形的研磨子。综合概述了合成摩擦材料在我国轨道交通领域的发展历程,详细介绍了3 种产品的物理力学性能和摩擦性能特点,并就合成摩擦材料在铁路机车、城市轨道交通列车、动车组列车等轨道交通上的应用实例和发展情况做了分析。基于列车行驶和制动的复杂工况,对合成摩擦材料在使用过程中常见的金属镶嵌、裂纹、异常磨耗等问题进行成因剖析并提出解决策略。面对轨道交通“提速、重载、轻量化、安全“的发展趋势,提出合成摩擦材料在深化基础理论研究、更高速度等级应用及摩擦副匹配关系等方向的发展需求,为我国在合成摩擦材料的研究及应用提供参考和思路。

高铁列车涂层的抗冲蚀破坏机制研究

摘要:针对动车组表面涂层在运行过程中受到微细粒子高速冲蚀磨损的问题,采用有限元数值模拟及冲蚀磨损试验系统研究了微细粒子速度、入射角度、粒子尺寸等对涂层冲蚀磨损率的影响规律,分析了聚氨酯涂层的抗冲蚀破坏机制,主要表现为低角度冲蚀时的微切削及高角度冲蚀时的脆性破碎机制。研究结果表明,涂层的冲蚀磨损率随粒子速度呈现幂增长,冲蚀磨损率在粒子速度从70m/s变为80m/s时增幅达87%;涂层在一定程度上呈现韧性材料冲蚀磨损特性,冲蚀磨损率在入射角15°时达到峰值0.94mm3/g;在不同粒径粒子垂直入射情形下,涂层均表现出脆性材料的破碎脱落冲蚀磨损机制。模拟计算的仿真结果与试验验证误差仅为7%,表明该模型建立与计算方法具有较高的有效性,可用于简化或替代试验手段,为风沙环境下涂层结构的优化提供依据。

出口机车弹簧制动器的研制

摘要: 介绍了弹簧制动器的结构、基本作用原理、试验验证及运用情况。弹簧制动器替代手制动机,是利用弹簧力取代人力,产生制动作用的一种装置,具有一次手动缓解功能,结构简单,动作可靠,能降低操作者作业强度。

减振材型材机加工技术研究

摘要:粘贴有减振材的长大型材,在机加工时存在加工难度大、刀具报废率高以及加工效率低等问题。通过对数控程序和加工参数的合理优化,降低了刀具损耗,提高了加工效率。

铁路车轴用微合金化钢强韧机理研究与分析

摘要:采用扫描电镜、透射电镜与物理化学相分析相结合的方法,观察并研究了微合金化车轴钢中析出相的形貌、分布以及结构。结果表明:添加到车轴钢中的微合金化元素主要是形成了碳氮化物,并在渗碳体片层间的铁素体上观察到了析出相的存在,其大小约为几十到一百纳米左右,在微合金化元素的作用下使车轴钢的微观组织得到了显著改善,起到了良好的晶粒细化和沉淀强化效果。通过采用钒微合金化及相应的热处理制度能够提高车轴强度,使其具有良好的强韧性匹配,从而满足铁道车辆提速、重载发展的新要求,是今后铁道车辆车轴的主要发展方向。

镁合金材料在轨道交通行业中的应用

摘要:镁合金密度低、比强度高,是轨道交通领域最具应用潜力的轻量化合金材料。文章从镁合金材料在轨道交通领域的应用现状入手,结合镁合金材料的特点及常用镁合金材料的力学性能,分析了镁合金在轨道交通行业中应用的前景和挑战,最后针对镁合金车体的研制提出了选材建议。

轨道交通装备用混合动力包构型与能量管理策略

摘要:搭载传统燃油动力包的内燃动车组是运行在非电气化轨道交通中的主力机型,存在效率低、油耗高的缺点。针对这一问题,设计了一种轨道交通装备用混合动力包的构型方案,建立了混合动力动车组的数学模型,分析了不同模式下该构型方案的运行状态,结合整车线路运行条件,提出了一种基于动态规划算法的能量管理策略。仿真结果表明,在该能量管理策略控制下,装备混合动力包的动车组相较于纯燃油动车组燃油经济性提升了32.11%。

动车组轮装制动盘螺栓安装工艺及其影响研究

摘要:动车组轮装制动盘螺栓的安装目标是保证安装后螺栓内部存在规定的预紧载荷。传统的安装方法是人工扭矩安装法,即通过人工施加一定的扭矩来间接保证规定预紧载荷的实现,缺点是准确性和一致性由于受影响因素较多,所以很难保证。针对轮装制动盘螺栓的安装提出了机器扭矩转角法代替目前的人工扭矩法。为证明新安装工艺的可行性,通过试验研究和有限元仿真,针对轮装制动盘螺栓的载荷情况、安装效果和运用状态等进行了两种工艺的研究。结果表明:相对人工扭矩法而言,机器扭矩转角法既能极大改进安装的准确性和一致性、提高生产效率,又能保证产品运用状态的稳定、减少潜在故障的发生,可推广并代替传统的人工扭矩法。

激光增材制造技术在轨道交通装备中的应用及发展趋势

摘要:随着我国轨道交通事业的发展,对装备零部件的性能要求不断提升,传统制造技术已难以满足行业的高速发展需求。激光增材制造作为一种先进制造技术逐渐受到广泛关注。近年来,相关企业与高校在车轮、钢轨、车轴及制动盘等轨道交通装备关键零部件的表面修复和强化、快速成形及结构优化等领域进行了大量探索。概述了激光增材制造技术在轨道交通装备中的应用,并对其研究现状、未来发展趋势进行了总结分析与展望。

轨道车辆端部吸能元件研究综述

摘要: 针对在轨道车辆被动安全防护中起着极为重要作用的端部吸能元件进行综述。列举吸能元件的主要评价指标及方法,介绍现有吸能元件的常用材料及其动态力学特性; 全面阐述常用吸能元件的结构及其吸能原理,并对典型吸能元件结构进行对比分析,阐明其吸能特性和主要影响因素; 针对当前吸能元件研究存在的局限性,并结合未来发展趋势,提出有待国内外学者进一步开展研究的方向,主要包括长行程、大容量的吸能元件设计与高效空间利用、轻量化与高性能材料的应用、吸能过程的可控性以及普适性与模块化设计等。