重载铁路货车用LZ45CrV车轴钢综合性能的试验研究

为提高重载铁路货车轴重,试验研究LZ45CrV车轴钢的综合性能。结果表明:通过适量添加Cr,Ni,Mo和V等微合金元素,可使LZ45CrV车轴钢的显微组织结构得到显著改善,比LZ50车轴钢的晶粒度级别要高出2级以上,微合金元素在钢中形成了从几十到一百纳米大小的碳、氮化物析出相;在不降低伸长率和断面收缩率的前提下,LZ45CrV车轴钢的强度指标比LZ50车轴钢提高了10%以上,并且其横向冲击功不低于40J、纵向冲击功不低于50J;与LZ50车轴钢相比,LZ45CrV车轴钢的相对腐蚀失重速率降低了20%以上,疲劳极限提高了15%以上;LZ45CrV车轴钢的各项性能指标满足试制技术条件,达到了30t轴重重载货车车轴的使用要求。     

大轴重铁路货车用车轴技术研究与应用

对国内外铁路货车车轴的发展历程进行了充分分析,提出开展车轴合金化研究可较大幅度地提高材料的强韧性,同时应注意在追求性能最优化的前提下降低合金成本,并将低合金车轴钢下的微合金化作为研究的主攻方向。借鉴国外相关资料,根据材料性能,初步确定了将45钢加钒和铬等合金元素作为车轴钢基本材料的研究思路。基于新材质LZ45CrV车轴的相关试验结果、配套完成的车轴钢坯与车轴的工业试制所取得的优良试验结果以及较为完善的试制技术条件,新材质LZ45CrV车轴基本具备了装车的条件,这对于确定新材质铁路货车车轴的适用性具有重要的意义。此外,除应进一步深入研究全尺寸车轴疲劳性能外,还应结合车轴材质研究情况,跟踪观测结果,进一步完善我国新材质铁路货车车轴标准与运用维护规范,形成车轴标准的谱系化。     

LZ50车轴钢超长寿命旋转弯曲疲劳性能

使用旋转弯曲疲劳试验机在室温空气中测试LZ50车轴钢的S-N曲线以获得其在超长寿命区域的疲劳性能.结果显示,材料在弯曲5×106～109次时达到疲劳极限;在高于疲劳极限的应力范围,材料的S-N曲线满足三参数方程.对材料表面及断口的观察表明,疲劳裂纹始于材料表面铁素体组织,裂纹起始位置的断口上没有夹杂物等材料缺陷存在.上述结果与既有文献报道的研究结果不同,既有文献认为夹杂物在超长寿命区引起疲劳破坏.为了阐明LZ50车轴钢中夹杂物是否会引起材料在超长寿命区的疲劳破坏,使用测定的裂纹扩展门槛值和断裂力学理论分析了夹杂物引起车轴钢疲劳裂纹扩展的临界尺寸.     

亚临界淬火对LZ50钢车轴性能的影响

对LZ50钢车轴亚临界淬火前后的力学性能、晶粒度以及车轴表面残余应力的变化进行了试验,分析了亚临界淬火对LZ50钢车轴拉伸性能和表面质量的影响。试验表明,亚临界淬火对车轴拉伸性能无明显影响,然而车轴表面的残余应力变化很大,可由拉应力改变为压应力,而且通过优化加工工艺,表面压应力的增幅会更大,说明亚临界淬火能有效提高车轴的疲劳寿命。     

超声频率加载下50#车轴钢超长寿命疲劳性能研究

利用20kHz超声疲劳试验方法,研究提速列车50#车轴钢的疲劳性能。超声疲劳试验结果表明,50#车轴钢不存在常规疲劳试验曲线所示的"疲劳极限",其S—N曲线表现出"二次下降型"特征,在超长寿命阶段,S—N曲线继平台之后又出现下降趋势。比较50#车轴钢的超声疲劳性能与常规疲劳性能,疲劳性能受频率影响,超声频率使材料疲劳强度提高。超声疲劳试验结果应用于常规疲劳强度设计时需进行强度修正,给出疲劳强度修正公式及修正系数。     

表面处理对动车组用铝合金焊接接头超高周疲劳性能的影响

采用超声冲击和磨平焊缝余高2种表面处理方法对高速列车用A7N01P高强铝合金焊接接头焊趾及焊缝处进行处理,利用超声疲劳试验机,研究母材与未处理和处理后焊接接头的超高周疲劳性能;借助扫描电镜(SEM)观察疲劳断口形貌,并借助显微硬度计和透射电镜(TEM)研究冲击后铝合金焊接接头冲击层的显微硬度变化和晶粒细化现象;探讨超声冲击对高强度铝合金焊接接头疲劳寿命的影响机理。研究表明:超声冲击后焊趾表层组织发生严重的塑性变形,形成较为明显的塑变硬化层,当冲击电流为1.5 A,冲击时间为5 min时,冲击层最外层硬度可达到150.51 HV,相比较未冲击处理提高了27.6%;试样冲击后超高周疲劳寿命较处理前有显著提高,当循环次数为107和109时,超声冲击试样的疲劳强度比未进行表面处理试样分别提高了41.5%和48.6%,磨平焊缝试样的疲劳强度比未进行表面处理试样分别提高了52.5%和59.9%;2种焊缝处理方法对试样的疲劳性能改善效果相差不大,考虑到超声冲击处理在经济性和可加工性上更具优势,推荐工程上采用超声冲击方法来改善和提高焊接接头的疲劳性能。     

车轴关键区域表面超声波冲击强化技术应用研究

车轴是影响轨道车辆运行安全的重要因素之一,其表面残余应力状态和表面光洁度与疲劳裂纹萌生和腐蚀的产生有一定的关联性。超声波冲击强化技术在改善材料残余应力状态、产生较理想的压应力层和提高表面光洁度等方面表现突出,文章应用这一技术对车轴关键区域进行了表面强化。对比试验结果表明,超声波冲击强化技术大大改善了车轴表面的应力状态(由之前拉压应力并存的状态变为几乎全部是压应力的状态),同时其表面粗糙度也得到了很大改善。     

EA4T车轴钢的高周和超高周疲劳性能研究

研究了2组EA4T车轴钢的高周和超高周疲劳性能,一组是现车用的欧系EA4T车轴试样,一组是试验用车轴钢25Cr Mo4试样。采用旋转弯曲疲劳试验机进行疲劳试验,结果表明,当应力水平较低时,2批试样均未发生108周次的疲劳断裂。疲劳断口的扫描电子显微镜观测显示,裂纹均从试样表面起源。S-N试验数据结果比较表明,试验用的车轴钢25Cr Mo4具有更好的疲劳性能。     

含异物击打伤高速动车组车轴疲劳寿命预测

基于高速动车组EA4T车轴疲劳小试样,采用正方体状钨钢弹丸高速冲击其表面,以模拟车轴表面异物击打伤;采用旋转弯曲疲劳试验方法进行光滑和缺陷试样疲劳性能试验;采用Abaqus软件,模拟分析缺陷附近区域的残余应力;构建基于疲劳指示参数(Fatigue Indicator Parameter,FIP)的缺陷小试样和含击打伤实物车轴疲劳寿命预测模型,并进行台架试验验证。结果表明:小试样疲劳寿命试验数据均在预测值的2倍线内,实物车轴疲劳寿命预测模型与车轴台架试验结果一致,小试样和实物车轴疲劳寿命模型预测结果准确;动车组动力车轴运用检修中深度小于1.0 mm的击打伤类缺陷可不做打磨或其他处理。     

CRH_2型动车转向架车轴评估

为实现我国高速铁路用客车车轴的国产化,对引进CRH2动车组200km/h用拖车轴进行了评估分析,测试了其化学成分,硬度,拉伸性能、冲击性能和残余应力,观察了低倍和微观组织。结果表明该轴的基体材料为普通中碳钢,组织为铁素体+索氏体+屈氏体,力学性能符合标准要求。在车轴关键部位表面进行了中高频感应处理,实现了表面强化,能满足高速列车车轴抗疲劳性能的要求。这种高速列车车轴制造的技术路线特点在于利用表面处理工艺技术提升了价廉的普通碳素钢性能;由此也带来一些工艺较为复杂、设备投资大等一些问题。我国尚未采用此种工艺路线进行高铁客车车轴的研发。     

机车车轴疲劳问题分析与对策

通过对机车车轴常见故障及车轴的疲劳问题进行探讨,对车轴的疲劳裂纹、疲劳强度进行分析,提出了在机车车轴设计,材料、工艺选择以及运用维护中应采取的对策。     

机车车轴超声自动检测系统设计

针对机车车轴缺陷复杂,检测难度大,目前手工超声检测效率低、可靠性差的现状,设计一项机车车轴超声自动检测系统。该系统的设计基于对车轴结构和缺陷的分析,并从机械设计模块、超声探伤模块和控制及软件设计模块3方面进行研究。设计完成的系统采用螺旋轨迹扫查方式,由6组探头同时扫查车轴面,实现了缺陷的判定与显示、自动存储检测结果和生成检测报告等功能。与手工检测方式相比,该系统极大提高了车轴检测的效率和可靠性。     

既有线车辆用空心车轴的超声波探伤试验

介绍了以提高探伤精度为目标,试制的既有线车辆用空心模型车轴及超声波探伤装置,并概述了空心车轴的疲劳试验结果.     

既有线车辆用车轴轮座上裂纹扩展性评价

介绍在既有线车辆轮座部位加工深度不等的人工伤痕,实施疲劳试验,并进行裂纹扩展性评价的结果.     

空心车轴不同形状比裂纹应力强度因子的仿真研究

空心车轴在运用中可能会出现意外损伤而诱发表面裂纹。应力强度因子是预测裂纹扩展情况的重要参数。本文分析了空心车轴的运用载荷,根据所测载荷谱,采取有限元方法计算车轴横截面的应力分布情况。采用四分之一20节点等参退化奇异单元模拟裂纹前缘的应力奇异性,建立空心车轴表面裂纹扩展的有限元模型,并对裂纹前缘进行离散,实现正交扩展,得到不同步扩展的裂纹前缘。在此基础上对裂纹前缘不同位置的应力强度因子进行计算分析,得出不同初始形状裂纹前缘扩展中的应力强度因子分布规律。计算结果表明,具有不同初始形状的裂纹,随着裂纹的扩展,裂纹形状将趋于某一形状比范围内。与解析方法计算的结果比较,二者基本吻合。     

基于超声导波的结构损伤识别方法与技术研究

随着我国高速铁路行业的迅速发展,对车辆的安全运营提出了更高的挑战,为了满足高速列车运行参量和关键结构状态实时监测需求,文章介绍了一种可用于高速列车关键结构件疲劳损伤检测的超声导波监测系统。首先对超声导波疲劳损伤检测机理进行了数学分析;然后介绍了监测系统的整体设计思路,以及压电超声传感器、超声导波检测仪等重要组成部分的工作原理及特征参数;最后,通过仿真分析与疲劳加载试验,验证了超声导波损伤监测系统用于关键结构的损伤监测识别的有效性和准确性。     

40Cr钢超高周疲劳性能及疲劳断口分析

采用超声疲劳试验方法研究40Cr钢在105周次～1010周次范围内的疲劳性能,其载荷频率为20kHz。用扫描电子显微镜分析了疲劳断口形貌特征。结果表明,40Cr钢的S N曲线始终保持下降趋势,且随疲劳循环数的增加,在106周次处并没有传统意义上的水平段;107周次疲劳强度为443MPa,1010周次疲劳强度为235MPa,二者存在明显差别;超声疲劳断口的扫描电子显微分析结果表明,40Cr钢超声疲劳断口显微形貌与常规疲劳载荷下的疲劳断口形貌无明显差异,疲劳裂纹在光滑试样表面或近表面材料缺陷处萌生,扩展区断口显微形貌观察到明显的疲劳辉纹。     

我国重载铁路货车车轴及轴承的技术发展

介绍了国外重载货车车轴及轴承的概况,论述了我国重载铁路货车车轴及轴承的技术发展状况。     

面向铁路不动产的智能监管运营平台设计和实现

为了加强铁路不动产资产管理,提高铁路不动产管理水平,维护铁路不动产使用秩序及合法权益,文章设计和实现了面向铁路不动产的智能监管运营平台,该平台能够对铁路不动产进行多维度动态统计,辅助辨别铁路用地侵占,评价开发利用潜力。该平台能够为铁路不动产运营提供数字化解决方案,对铁路不动产精细化和智能化管理具有重要意义。     

大跨度铁路钢桥疲劳计算方法及关键参数

疲劳问题是钢桥设计中需要重点关注的问题.对日本、欧洲和我国铁路钢桥疲劳计算方法及相关参数进行了调研分析,明确了各国铁路钢桥在疲劳计算方法和相关参数选择方面的异同.以我国一座千米级跨度铁路钢桁梁悬索桥为例,对其加劲梁杆件的疲劳受力特征、恒活载比及应力比进行了计算分析.研究结果表明:部分杆件在单线和双线荷载作用下疲劳受力特...