温度对轮轨摩擦副摩擦系数和磨损的影响研究

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1、ＴＨ１１７公开：：中图分类号密级ＵＤＣ本校编号：：资Ｗ义遠乂聲工程硕±学位论文论文题目：温度对轮祝摩據訓摩據系数损的影口向研究和磨０６１２０９８研究生姓名：：李龙学号ｉ良璧教授：学校指导教师姓名：职称企业指导教师姓名：职称：动力工程：申请学位工程领域名称．．１４２０１５，（）５２０１５０６论文答辩日期；＿＿论文提交日期：＿独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加Ｗ标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研

2、。究成果，也不包含获得兰州巧通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名；签字曰期；２〇赔（月／《曰挺弯学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解兰帅巧通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权兰州巧通大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论支在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名：

3、７＾’抑签字曰期：文。１５年＾月曰签字曰期：牟＾月曰工程硕士学位论文温度对轮轨摩擦副摩擦系数和磨损的影响研究Effectsoftemperatureonfrictioncoefficientandwearofthewheel/railfriction作者姓名：李龙工程领域：动力工程研究方向：铁道车辆热工学号：0612098校内导师：王良璧企业导师：完成日期：2015年5月兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity兰州交通大学工程硕士学位论文摘要轮轨摩擦是一个涉及到传热、机械、材料、化学等多学科的复杂基础问题。随着列车运行速度和轴重的不断增加，制动和

4、加速牵引更加频繁，对轮轨摩擦问题研究的重要性更加凸显。稳定和足够的轮轨摩擦系数对于列车的安全运行至关重要。然而实际轮轨摩擦中产生的高温会导致接触面附近材料的组织和性能随时发生变化，从而影响摩擦稳定性，同时会加速车轮和钢轨表面的剥离、磨损，使列车安全运行存在隐患并增加运营成本。因此，研究温度对轮轨摩擦系数和磨损的影响就成为理解轮轨摩擦机理的一个非常重要的前提，并且对于延长轮轨寿命和保证铁路安全运行有着非常重要的意义。本论文首先在已有理论研究基础上，进一步进行归纳和推导，给出了温度对轮轨滑动摩擦系数影响的理论估算值；然后在自行设计的销盘式高温摩擦磨损实验台上，对不同温度下轮轨钢之间的

5、摩擦系数和磨损进行了研究；最后将实验结果与理论估算结果进行了对比。主要研究结果包括：(1)在Popov等人的研究基础上，对轮轨钢弹性模量和抗拉强度随温度的变化进行了研究，最终得到轮轨摩擦系数随温度变化的估算公式。从该估算公式看，随着温度的增加，摩擦系数变化分为三个阶段，即缓慢上升阶段(10℃﹣300℃)、迅速减小阶段（300℃﹣700℃）和缓慢减小阶段（700℃﹣925℃）。（2）摩擦实验结果表明，轮轨钢摩擦系数随温度的变化比较复杂。从室温至高温，摩擦系数先急剧增大，在200℃达到最大值；随后又迅速减小，在400℃出现一个极小值后继续增大；温度达到500℃后开始缓慢减小，温度达到

6、700℃后则迅速下降。（3）发现对于轮轨钢存在一个蓝脆区（200℃﹣400℃区间），在该温度区间内，轮轨钢表面发蓝，其抗拉强度和硬度随温度变化出现反常，并非逐渐减小，而是逐渐增加达到最大值。初步判断这可能是轮轨钢在300℃和400℃时摩擦系数发生较大变化的原因，有待进一步探索。（4）对比摩擦系数随温度变化的理论估算结果与实验结果后发现，两者无论在变化趋势还是高温时的数值大小上，符合都不甚理想。分析认为主要原因是在建立理论估算公式过程中未考虑到轮轨钢性能的一些反常变化，如蓝脆现象。尽管如此，本论文的实验研究对于理论估算模型的进一步完善提供了依据。关键词：轮轨摩擦；温度；弹性模量；摩

7、擦系数；抗拉强度论文类型：应用研究-I-温度对轮轨摩擦副摩擦系数和磨损的影响研究AbstractThefrictionofwheel/railisacomplicatedproblembecauseitinvolvesheattransfer,machinery,material,chemistryandsoon.Theresearchontheproblemisbecomingmoreandmoreimportantwiththeincreaseofrunningspeed,a