动车组空心车轴运用检修检测方法的探讨和建议_厉浩

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1、50上海铁道科技2011年第1期检修运用动车组空心车轴运用检修检测方法的探讨和建议厉浩上海铁路局上海动车客车段这种裂纹是极端危险的，主要特点：①发生在常温下；②断裂摘要介绍目前最常用的超声检测法和远场涡流检部位没有明显的塑性变形；③往往承受的载荷不太大；④断测法的工作原理及其特点，通过对比研究法，提出将两裂时比较突然。所以防止空心车轴断裂的重点应放在空心车种检测方法相互结合的建议，为未来开发一种新的空心轴本身质量的提高、空心车轴失效原因分析和失效的预防车轴检测设备提供理论依据和方向。上。关键词动车组；空心车轴；疲劳裂纹；超声检测；远场空心车轴失效可能发生的部位主要在轮座嵌鑲部、卸荷涡流检测槽和

2、轴身中部。导致裂纹的原因有：内部材质不良、表面加工不良、腐蚀、微动摩擦损伤和轴身表面外来损伤等。常见空心无损检测技术（NonDestructiveTesting缩写NDT）是以车轴损伤和裂纹位置如图1所示。不损害被检测对象的使用性能为前提，应用多种物理原理和车轴内部缺陷主要包括材料成分偏差、组织异常、夹杂化学现象，对各种工程材料、零部件、结构件进行有效的检测级别超标、疏松、残余缩孔等等，它是有轴胚冶炼或空心车轴和测试，借以评价他们的连续性、完整性、安全可靠性和某些热处理不当造成的。运用中，疲劳裂纹从空心车轴内部缺陷物理性能，包括被检测材料和构件中是否有缺陷，并对缺陷处萌生，然后逐步扩展，最终导

3、致疲劳断裂。的形状、大小、方位、取向、分布和内含物等情况进行判断。1选题的背景和意义高速列车是高效运输工具，以其灵活、方便、快捷、安全、可靠、舒适为特点，备受世界各国的青睐。随着我国铁路装备现代化和中国铁路跨越式的发展，铁路动车组的发展正处于"引进先进技术，联合涉及生产，打造中国品牌"的阶段，空心车轴在动车组的应用也越来越广泛。空心车轴是动车组转图1空心车轴损伤和裂纹位置向架的关键承载部件，其疲劳破坏直接危及运输安全，切轴1.2国内外车轴失效的历史断裂是铁路车辆重大倾覆事故的最主要原因之一，有很强的铁路开始投入运用大约是在十九世纪三十年代从英国隐蔽性和突然性，给国家财产和人民安全带来巨大的损失

4、和开始，然后迅速蔓延向至欧洲、美洲和最后整个世界，这是人灾难。空心车轴的损伤会直接导致车辆的重大事故的发生，类进步的里程碑。随着我国铁路朝着重载化合高速化发展，而在车轴的损失中，约有2/3是有疲劳引起的。在车轴中常见车轴的重要性也日渐被人所关注。的损伤或缺陷主要来之材料、加工和装配工艺。在动车组运最近几十年中，英国每年的车轴失效为1-2根，北美每营中，又遭受疲劳载荷、各种腐蚀环境和离散源载荷造成的年的车轴失效为2-3起，但自从1995年以来，随着列车载重偶然损伤，这些损伤都可能导致空心车轴发生灾难性的破的增加，北美车轴故障数量不断增长。从1998年到2002年坏。五年间，车轴故障数52起，平均

5、每年超过10起，并且是逐年1.1车轴损伤及破坏的主要形式增加的趋势。德国1998年6月3日因为车轴断裂引起列车空心车轴断裂主要有内部缺陷和外表面疲劳裂纹。当空脱轨，死伤188人。2008年10月，德国高铁在8根车轴上发心车轴某些质量指标未达到规定的要求或外部的条件超过现裂纹，一根车轴断裂，当时运行速度不是很高，所以没有造了额定的允许值而引发裂纹，导致断裂。这种断裂的机理是成人员伤亡。空心车轴薄弱区域在交变载荷的作用下，疲劳累积损伤达到在我国，自1974年至1993年，共发生车轴疲劳断裂事一定程度后，诱发疲劳裂纹，进而裂纹扩展，最后导致断裂。检修运用动车组空心车轴运用检修检测方法的探讨和建议51

6、故七十余起，每起造成经济损失少则十几万，多则上百万。动2超声检测车组是目前世界上最先进的高速列车，空心车轴的质量要求2.1超声检测的原理也非常高，随着车轴加工制造工艺的提高，一般很少存在严一般在均匀的材料中，缺陷的存在将造成材料的不连重的材质或加工缺陷，因此空心车轴的运用检修检测就显的续，这种不连续往往有造成声阻抗的不一致，由反射定理我尤为重要，选择一种速度快、精度高、定位准的综合检测方们知道，超声波在两种不同声阻抗的介质的交界面上将会发法，就针对性的预防空心车轴的疲劳断裂。生反射，反射回来的能量的大小与交界面两边介质声阻抗的1.3国内动车组空心车轴运用检修现状差异和交界面的取向、大小有关。在

7、高速动车组的设计中，为最大限度地减少列车对路轨超声波是频率高于20kHz的机械波。在超声探伤中常用的磨损（这种磨损在列车高速运行是更为剧烈），对作为列车的频率为0.5-5MHz。这种机械波在材料中能以一定的速度的重要零件之一的列车车轴采用了空心车轴的结构，目的在和方向传播，遇到声阻抗不同的异质界面（如缺陷或被测物于减轻列车的簧下重量。件的底面等）就会产生反射。这种反射现象可被用来进行超空心车轴由厚