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。

轨道交通用接触线材料的研究进展

摘要: 文章分析了接触线材料服役过程的性能要求,其中最重要的是抗拉强度和导电率; 总结了轨道交通接触线用CuAg、CuSn、CuMg、CuCrZr 合金系的性能特点及研究现状,包括合金化设计原则、生产工艺以及目前存在的问题; 探讨了未来接触线材料尚待深入研究的方向,认为高强高导铜合金接触线是未来的发展趋势,需要更加重视科技成果转化和产业化水平,以期为未来轨道交通提速提供技术支持。

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。

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。

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。

大功率氢内燃机关键技术及在轨道交通领域发展前景

摘要:分析氢内燃机的发展现状和技术路线,总结了大功率氢内燃机的氢气喷射技术、混合气形成技术、燃烧控制技术、进气增压技术、排放控制技术、点火系统设计等关键技术。研究表明:现阶段大功率氢内燃机的开发主要采用进气道喷射方式,选用单级增压及冷型火花塞点火,运用稀薄燃烧策略控制NOx排放。缸内直喷技术可作为未来大功率氢内燃机提高功率与热效率的技术路线。根据目前氢能在轨道交通领域内的应用现状,对大功率氢内燃机的应用进行了可行性分析,总结了未来大功率氢内燃机机车可能的运用领域和运用模式,为未来的进一步开发和应用场景提供一定的参考。

轨道交通装备失效分析与全生命周期管理

摘要:文章对失效学、失效分析及其作用进行了概述,并介绍了在轨道交通全生命周期管理中失效分析需要坚持的理念、操作流程、分析方法和逻辑思路。从可信性质量管理体系建设的角度,重点分析了失效分析在全生命周期各个阶段的作用和地位,以及基于失效分析的技术解决方案对全生命周期管理的重要作用,提出失效分析是全生命周期持续改进过程的关键和必要流程,是装备技术迭代、质量提升和全生命周期成本控制的关键,并宜有相应的组织机构负责实施基于失效分析的反馈机制。

地铁车辆用碳纤维构架横梁工艺制造技术研究

摘要:随着以碳纤维为代表的纤维复合材料的推广和应用, 在轨道交通领域, 复合材料逐步从非承载件向主承力结构发展。转向架作为列车车辆的核心部件, 其较重的质量为列车轻量化革新提供了可观的空间。本文基于纤维缠绕工艺及树脂传递成型工艺, 通过对原材料的筛选、模具的设计、工艺参数的优化, 成功实现了多腔、曲面、大尺寸、厚壁的碳纤维转向架构架横梁的一体成型。测试结果表明, 孔隙率、纤维体积含量、固化度及内部质量等性能充分达到设计要求且减重效果明显, 完成了结构功能一体化的复合材料构架横梁国产化研制目标。

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。

3D打印技术在轨道交通零部件生产中的应用进展

摘要:随着轨道交通业的快速发展,复杂铸件的需求不断增加,列车轮与钢轨等易损件无法完成快速修复,现有仓储模式无法满足轨道交通零部件的快速更换需求。3D打印技术作为一种新兴制造技术,制造速度快,完成质量高,应用广泛,但其在轨道交通零部件中的应用尚未展开。总结了3D打印技术在轨道交通复杂零部件的铸造开发,钢轨、车轮和车轴等易磨损件的快速修复及轨道交通零部件高效维护更换等方面的研究进展,提出了3D打印技术在轨道交通零部件中应用存在的问题和发展方向。