高速下不同车轮的失效损伤分析.pdf

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1、2010年8月润滑与密封Aug．2010第35卷第8期LUBRICA1r10NENGINEERINGVo1．35No．8DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2010．08．O11高速下不同车轮的失效损伤分析易平钟雯蒋文娟王彩云申鹏刘启跃(西南交通大学摩擦学研究所四川成都610031)摘要：根据赫兹接触理论，使用JD一1型轮轨模拟试验机针对不同含碳量的2种车轮材料进行疲劳磨损实验研究和微观形貌分析。结果表明：车轮钢的磨损程度主要由硬度决定，随着车轮钢含碳量的增加，硬度增加，耐磨性也显著提高；2种材料都出现了一定的氧化和剥离现象，且剥离形貌存在明显差异

2、，即含碳量越高，剥离掉块越明显，掉块面积较大，而随着含碳量的降低，剥离块的大小逐渐变小，但剥离的数量会增多，剥落的颗粒存在于接触表面之间，加速表面磨损。关键词：模拟实验；疲劳磨损；硬度；剥离中图分类号：TH117．1文献标识码：A文章编号：0254—0150(2010)8—039～4AnalysisofWearofWheelSteelinHigh—speedWorkingConditionYiPingZhongWenJiangWenjuanWangCaiyunShenPengLiuQiyue(SchoolofMechanicalEngineering，Southwest

3、JiaotongUniversity，ChengduSichuan610031，China)Abstract：AccordingtoHertzcontacttheory，therollingtestsofrailwaywereperformedusingaJD-1wheel／railsimula—tionfacilitywithoutanylubricant，thefatiguewearwasstudiedandthemicro·morphologywasanalyzedontwowheelsteelswithdifferentcarboncontent．Results

4、indicatethatthedegreeofwearisdecidedmainlybythehardness．Withthecarboncontentincreasing，thehardnessofthewheelsteelisincreased，andtheabrasionresistanceisimproved．Twokindsofwheelsteelsemergesomeoxidationandstripping，andstrippingmorphologyvariessignificantly．ThehighercontentofCan-bon，themore

5、seriousthespallingisandthechippingareaisbigger．Withthecarboncontentdecreasing，thechippingsizedecreasesandtheamountofspallingincreases．Thespallinggranuleexitsbetweenthecontact8urfaees，whichaeeel—cratessurfacewean．Keywords：simulationtest；fatigueweal"；hardness；spalling随着经济发展和科技进步，给各国铁路发展带来上

6、海地铁l号线正式投人运营以来就频繁发生车轮踏了前所未有的机遇与挑战。一方面，铁路的市场份额面剥离及擦伤现象，仅在1999年就发生了38起车轮不断被其他交通工具占据，经济效益不断滑坡；另一踏面剥离、擦伤的故障，平均每月3起左右。踏方面，人们对于安全高效的运输需求增大，铁路运输面剥离造成了巨大的经济损失，据估计北美铁路运输具有独特的发展空间。在此情况下，各国通过大量的企业由于更换剥离轮对，每年耗资约1．5亿美元。调查研究，确立了货运发展重载运输，客运发展高速实际情况下，影响轮轨摩擦磨损的因素颇多，对各种铁路的基本模式，使重载与高速运输成为铁路发展的工作条件下的轮轨磨损进行可

7、靠的定量计算比较难以两大趋势。实现。因此，轮轨摩擦磨损的研究很大程度上依靠实随着列车车速的提高，加剧了车轮因疲劳、剥离验。车轮受力环境比较恶劣，并直接影响行车安全与引起的失效问题，给列车安全运行带来隐患。例如在能量耗散，因此，选用适合的车轮材料对高速铁路运输非常重要。基金项目：国家重点基础研究发展计划(973计划)项目l实验材料及方法(2007CB714702)；国家863计划项目(2009AA04Z424)；国家1．1实验材料科技支撑计划项目(2009BAG12A01一B05—1)；国家自然科学从各国的标准来看，用于生产车轮的材料主要是