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。

树脂基碳纤维复合材料在轨道车辆车体上的应用及制造工艺概述

摘要:以韩国摆式列车车体为例初步介绍了树脂基复合材料车体制造方法,并详细阐述了树脂基碳纤维复合材料车体制造工艺,包括预浸料制造工艺、热压罐成型工艺、真空辅助树脂灌注成型工艺、自动铺放工艺、拉挤成型工艺和缠绕成型工艺的具体内容和主要参数。研究结果可为树脂基碳纤维复合材料在轨道交通车辆车体上的应用提供参考。

交通装备用铝合金的表面处理技术现状及展望

摘要:文章分析了铝合金受到腐蚀的主要因素,针对铝合金表面天然生成的氧化膜耐蚀性有限的问题,为增强铝合金表面耐蚀性而进行表面处理,综述了铝合金的化学转化、阳极氧化、有机涂层、电镀、激光熔覆、溶胶-凝胶等传统表面处理技术,对新型涂层,如智能涂层、石墨烯涂层及纳米技术等新兴材料和技术作了简述。提出将纳米材料、自清洁和智能涂层等相结合,采用先进的表面处理设备和清洁生产工艺,开发新型材料和热处理工艺等发展趋势。

轨道车辆地板结构耐火性能仿真研究

摘要:为了研究轨道车辆地板结构的耐火性能,文章以动车组地板隔断为例进行了耐火试验,并基于有限元方法建立仿真模型,模拟计算耐火试验条件下地板结构的温度变化。对比仿真与试验结果可知,两者具有较好的一致性。进一步分析地板的结构和材料对耐火性能的影响,结果表明地板内部金属结构的高导热系数和温度不均匀性,是导致其耐火性能降低的重要因素。

金属框架/蜂窝壁板复合材料铁路集装箱的制造研究

摘要: 本研究基于铁路用集装箱减重、防腐、抗冲击等使用需求, 提出采用玻璃纤维增强复合材料制造铁路用集装箱。集装箱设计尺寸为长6058 mm × 宽2550 mm × 高2896 mm, 可装载30 t 的散装货物, 用于装运腐蚀性较强的散装材料, 通过材料性能对比, 主体结构选用金属框架, 壁板选用航空级蜂窝板材。通过对集装箱结构的防腐蚀、顶部防水、箱体强度、面板增强、面板和框架连接的优化设计以及箱体3D 建模分析, 完成复合材料集装箱的整体设计制造, 最后通过结构强度试验及道路试用试验验证了复合材料壁板组成的集装箱能够满足使用工况要求。本研究提出的复合材料铁路集装箱的制造方案满足了强腐蚀性矿料等散货装运使用要求, 显著提高了运输能效, 降低了碳排放, 研究具备一定的实用价值和应用前景。

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。

关于高速列车超级制动研究的思考

摘要:跑得更快已成为大家关注高速列车的热点,而如何尽快刹得住车则关注较少。由于我国环境地质条件复杂、极端天气与自然灾害频发、高速铁路线路构造险要等特点,提出高速列车超级制动的研究,旨在面对突发情况时,更大幅度缩短现有紧急制动距离,防止列车追尾或撞击线路入侵物,避免重大交通事故的发生。在介绍超级制动概念及其研究必要性、紧迫性的基础上,深入分析了制动与摩擦的内在关系,揭示了从紧急制动到超级制动面临的困难与挑战,提出了基于摩擦调控的超级制动研究的若干建议。超级制动是一项重大变革性技术,对守住高速列车运行的最后一道安全防线具有重要意义,是未来我国高速列车发展的重要方向之一。

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.