动车组轴箱轴承服役性能演化研究

摘要:围绕动车组轴箱轴承修程修制优化研究工作,分析了润滑脂、轴承关键尺寸和性能指标、轴承内圈浅表层硬度、微观组织等随着服役里程延长的性能演化趋势。研究表明:随着服役里程延长,润滑脂性能、密封性能处于正常状态,未发生异常磨耗现象;轴承游隙、轴承旋转精度、工作面粗糙度、圆度等关键指标也处于正常状态;轴承浅表层硬度基本没有发生变化,服役过程中不会发生奥氏体向马氏体转变的情况,服役里程延长未导致轴箱轴承发生次表面诱发的滚动接触疲劳,材料的显微组织没有发生退化。修程修制优化后,轴箱轴承可以满足新的服役条件,能够在一定程度上延长检修周期。

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。

轨道工程车燃料电池供电技术应用方案研究

摘要:近年来,氢能已成为推进我国能源转型升级、率先实现“双碳”目标的重要举措之一。文章针对具体线路条件和运营需求,开展了氢燃料电池在轨道工程车上的应用方案研究,提出了燃料电池系统、储氢系统、储能系统的设计方案及安全保障措施。该研究可为轨道工程车提供一种基于清洁能源的完全零排放供电系统方案,具有较大的市场前景和减排效益。

表面超声滚压工艺参数对车轴钢表面性能的影响

摘要:通过研究表面超声滚压不同加工参数对DZ2车轴钢表面完整性及表面性能的影响规律,为DZ2车轴钢超声表面滚压处理选取最优工艺方案。研究结果表明:通过超声表面滚压处理后,DZ2试样的表面状态得到改善,表面性能得到大幅度提高。试样表面粗糙度降低,表面显微硬度增加,轴向表面残余提升;周向的表面残余应力变化幅度较小。表层出现明显的塑性流变,同时表层组织中发生铁素体晶粒的拉长以及渗碳体的碎化现象。不同的工艺参数对材料表面状态影响不同,随着主轴转速的增加,表面粗糙度值逐渐减小,表面轴向残余应力得到大幅度提高;随着静压力的增大,表面硬度的数值不断增大。通过合理组合不同的加工参数,可以使得DZ2车轴钢表面完整性及表面性能得到较好的改善,提出最佳优化参数组合建议。

轨道车辆零部件材料多轴疲劳寿命预测理论与方法研究进展

摘要:近年来,随着我国高速铁路的快速发展,列车运行速度也在不断提升,也对轨道车辆的安全性、稳定性和可靠性提出了更高的要求。复杂多变的实际服役工况环境对轨道车辆零部件材料的强度、刚度尤其是疲劳寿命具有显著影响。因此,开展接近轨道车辆零部件真实服役环境( 如复合载荷、高/低温) 下的材料多轴疲劳寿命预测理论与方法研究具有重要的工程价值和实践意义。首先,本文对传统轨道车辆零部件材料多轴疲劳寿命预测理论与方法进行了回顾与总结,尤其对基于临界平面法的多轴疲劳寿命预测模型进行了详细介绍。其次,就有限元模拟技术在传统轨道车辆零部件材料多轴疲劳寿命预测中的应用进行了介绍;并阐述了其在新兴轨道车辆零部件材料多轴疲劳寿命预测中的具体应用。最后,讨论了目前研究所面临的主要问题与挑战,这对轨道车辆零部件材料多轴疲劳寿命预测理论与方法研究的进一步发展具有重要意义。

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.

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。

钢轨材料局部激光熔覆自熔性合金涂层的磨损与滚动接触疲劳行为

摘要:激光熔覆技术可用于钢轨局部损伤表面的局部修复,但局部修复钢轨材料的磨损与滚动接触疲劳损伤规律尚不清楚。通过在钢轨试样表面切除凹槽来模拟局部损伤,在凹槽处激光熔覆Ni 基、Fe 基和Co 基自熔性合金粉末,分析修复钢轨微观组织与硬度,然后利用双轮对滚试验研究局部修复钢轨试样的磨损与滚动接触疲劳行为。结果表明,激光熔覆涂层形成了共晶与枝晶组织,Ni 基涂层组织粗大、硬度较小,Fe 基与Co 基涂层组织尺寸较小,Fe 基涂层硬度最大,Co 基涂层硬度居中。相比未熔覆区域,激光熔覆区(涂层)塑性变形层厚度较小,且涂层原始硬度越高,硬化后硬度越大,但硬化率和硬化层厚度更小。未熔覆区滚动接触疲劳裂纹较长,但裂纹角度较小;熔覆区裂纹长度均有所降低,但裂纹扩展角度明显增大;熔覆区与未熔覆区结合处疲劳损伤最为严重,疲劳裂纹角度和深度均比熔覆区和未熔覆区更大。对比分析发现,Stellite 21(Co基)熔覆试样摩擦因数较低,熔覆区与未熔覆区磨损深度差较小,抗滚动接触疲劳性能较好,较为适合钢轨局部损伤的激光修复。研究结果可为激光熔覆技术在钢轨局部修复上的应用与优化提供理论与技术指导。

转向架用钢簧制造过程对服役安全的影响因素分析

摘要:为降低转向架用钢弹簧运营期的安全风险,提高列车运行安全性,归纳总结了多位学者对转向架用弹簧断裂失效开展的相关研究,提出原材料缺陷、热处理缺陷、磨削工艺缺陷、卷簧制备缺陷是导致转向架用弹簧断裂失效、疲劳寿命降低的重要因素。结合典型案例,进一步验证了上述因素的影响。并采用故障树法全面梳理、归纳总结了制造过程影响钢簧运用安全的关键因素,为进一步制定合理有效的预防措施提供依据。相关分析方法和措施可为轨道交通行业转向架钢簧设计、工艺改进提供参考。

新型镁合金地铁座椅骨架设计

摘要: 文章设计了一种新型的镁合金地铁座椅骨架,阐述了优化后的座椅骨架结构设计,其中横纵梁均采用镁合金挤压型材,并集成了原安装座与垫块的功能,实现了结构的轻量化与功能集成化。随后,利用CAE 软件对设计的骨架模型进行了承载强度的有限元分析,初步验证了该方案的可行性与合理性; 并制作了座椅实物样机,按照相关标准要求完成了包括静态载荷、疲劳载荷、冲击载荷、振动冲击及盐雾试验在内的多项试验。所有试验结果均完全满足设计要求,证明了该镁合金座椅骨架设计方案在承载强度、耐久性、防腐性等方面的优异性能。