铁路车轮、轮箍踏面剥离的类型及形成机理

由车轮和轮箍生产厂按产品供货技术条件交货的铁路车轮和轮箍，在使用中通常会发现或发生各种不同类型的失效，主要反映在磨耗、疲劳裂纹、剥离、掉块、崩块、崩箍等。从目前国内车轮、轮箍运用情况来看，踏面剥离现象占了失效的绝大多数，从国外的运用现状来看也是如此。车轮=轮箍踏面剥离是一个比较复杂的失效种类，导致其剥离的因素很多，无论是车轮、轮箍材质本身，还是运用工况的变化或机车车辆的结构设计等方面缺陷，均有可能导致剥离现象的产生，因此，正确判别剥离失效的特性，找出产生剥离的主要原因，对指导现场进行正确的预防，保证机车车辆的安全行驶具有重要意义。本文运用失效分析手段，根据各种典型剥离现象的宏观和微观形貌特征，总结出车轮、轮箍踏面剥离的四种类型（接触疲劳剥离、局部接触疲劳剥离、制动剥离、局部擦伤剥离），其中对制动剥离提出了它的两种产生方式（制动热裂纹和马氏体碎裂），本文对每种剥离类型均配有实物宏观和微观金相照片加以说明，指出了各自的宏观形貌表现特征，并对其各自的形成原因进行 了机理上的分析和探讨。需要说明的是，在实际运用过程中，很可能在同一个车轮或轮箍上同时出现文中所提的两种或两种以上的剥离类型，这时就需要根据经验和各种失效形态的表现程度及相关数据，进行进一步的分析和判定。     

铁路车轮轮箍踏面制动剥离研究

目前国内铁路车轮轮箍（以下简称车轮）在运用中会出现各种各样的损伤现象，其中尤以车轮踏面制动剥离最为突出，通过对近几年剥离车轮的检验方法和研究，观察到踏面制动剥离这类热损伤情况占了绝大多数，本文在进行材料学和金相学分析的基础上，根据其宏观和微观表现特点，对该种剥离类型进行机理上的分析与探讨。     

铁道科学研究院2005年科技成果简介(续四)

31 机车车辆车轮剥离原因分析及改进对策的研究 在大量现场统计分析的基础上，结合实际运用的特点，对典型样品进行车轮剥离的失效分析，指出机车车辆车轮剥离有4种类型：制动剥离、接触疲劳剥离、局部擦伤剥离、局部接触疲劳剥离。在同一失效车轮上可能存在上述剥离类型的1种或几种。制动剥离一般发生在踏面闸瓦制动的车轮上，是车轮踏面热机械损伤的主要表现形式，研究表明，它主要以制动热裂纹和马氏体碎裂2种形式出现。接触疲劳剥离指的是在轮轨接触应力作用下导致轮轨接触面表层金属塑性变形及疲劳裂纹萌生和发展的破坏方式。     

机车车辆车轮踏面剥离现状及其分析

在长期跟踪调查铁路车轮使用情况的基础上，针对我国铁路线路条件复杂、南北差异较大、客货混运线路为主、网运密度较大等特点，对不同运营条件下的车轮剥离现象进行了综合分析研究，通过列举不同实例及其剥离失效分析结论，探讨了车轮剥离与车轮材质、运用条件(线路条件、环境条件、机车车辆设计、司机操作、轮轨匹配关系)等方面之间的关系。     

机车整体车轮踏面剥离原因分析与研究

车轮踏面剥离是一个比较复杂的失效种类,导致其剥离的因素很多。通过对SS3B、DF8B型机车在不同运营条件下的车轮剥离现象进行调查与分析,发现机车在运用中轨道状况的差异、气候环境的不同对车轮踏面剥离的发生有较大的影响,制动是导致机车整体车轮产生踏面剥离的根本原因,用沙的不规范加剧了车轮踏面剥离的发生,针对以上原因提出了解决措施及建议。     

重载机车电制动力对踏面剥离的影响研究

车轮踏面剥离是机车车辆运用中最常见的故障,对机车车辆运营安全性有较大影响。车轮踏面剥离是一个比较复杂的失效种类,导致其剥离的因素很多,无论是车轮材质本身,还是运用工况的变化或机车车辆的结构设计等方面的缺陷,均有可能导致剥离现象的产生。实测六轴、八轴电力机车车轮踏面的状态,提取主要特征,分析了轮轨受力特性。并从轮轨动力学的角度,通过仿真分析了机车电制动力对轮轨纵向蠕滑力和纵向蠕滑率的影响,从而证明有效降低电制动力可以减缓或消除车轮踏面剥离,为解决车轮踏面剥离问题提供了一定的参考。     

上海地铁1号线直流传动列车车轮踏面的剥离及擦伤问题

介绍了上海地铁一号线直流传动车轮踏面发生剥离及擦伤的现象，对其发生的原因和机理进行了分析，提出了防范措施。     

铁路车轮与钢轨的强度及硬度匹配

研究表明，铁路车轮的硬度低于钢轨时，车轮与钢轨的打滑现象就会增加，车轮就容易产生擦伤、剥离等缺陷。车轮与钢轨的硬度匹配要求为1．2：1至1．4：1，我国目前PD3或BNbRe钢轨的硬度为300HB左右，因此车轮轮辋表面的实际硬度也应相应提高。     

200 km/h轻型客车车轮踏面剥离原因浅析

对200km／h轻型客车车轮在广深线和沪宁线的运行质量情况进行了调查，根据剥离车轮检验分析结果对剥离原因进行了分析，并对将来改进高速车轮质量和研究方向提出了建议。     

减少车轮剥离的研究

回顾北美铁路研究车轮剥离的近况。剥离是表面金属相变的结果，并能导致裂纹。相变是由于车轮的钢轨上滑行造成的。研究工作从两方面入手：一是在车辆制动系统方面开展了试验研究，二是采用合金化的车轮是提高抵抗剥离的能力。     

国产闸瓦在南京地铁的扩大应用

历经3年,南京地铁国产闸瓦研制成功,2010年南京地铁国产闸瓦开始扩大使用,在使用过程中遇到一些问题,如表面裂纹、镶嵌、钢背断裂、表面锈蚀、掉块、表面擦痕等。介绍了国产闸瓦的故障情况,故障原因与整改措施以及整改成效。     

天津地铁钢轨打磨技术应用探讨

天津地铁1号线线路经过7年多的运营后,小半径曲线地段钢轨产生了不同程度的的波磨、疲劳掉块、焊缝凹陷等钢轨病害。为改善线路钢轨状态,使用钢轨打磨车对全线小半径曲线钢轨进行了打磨整治,并对钢轨打磨过程中的难点和打磨后的效果进行了分析。     

采用喷风冷却工艺提高淬火钢轨性能的研究

钢轨喷风淬火工艺采用单一的冷却介质压缩空气,使淬火冷却均匀性得到提高,而且不受钢轨表面状态对淬火质量的影响,便于生产管理。由于在冷却装置中加入侧面喷风冷却,淬火硬度分布更合理,有利于提高淬火钢轨抗侧磨能力。线路铺设使用也表明,喷风淬火钢轨比喷雾淬火钢轨具有更好的抗剥离性。根据目前国内淬火线生产状况,提出调整钢轨的成分和采用喷风冷却工艺是当前迫切需要解决的问题。     

城市轨道交通工程监测预警研究

工程监测在城市轨道交通工程安全风险管控中正发挥积极作用。在总结预警思想、概念、方法和工程监测预警现状、特点的基础上,根据城市轨道交通工程监测的项目、对象与内容,分析了影响工程监测控制指标确定和预警的因素,对工程监测预警进行了分类(监测数据预警、监测综合预警和工程监测预警)和分级(黄色、橙色和红色),并研究建立了预警的信息上报、发布、响应处置、消警及其分级管理体系,对规范工程监测及预警管理工作、提高工程风险预控水平和为制定相关政策制度具有参考价值。     

极早期烟雾报警系统在列车中的应用分析

分析列车起火因素,介绍典型火灾发展的过程,阐述传统早期烟雾报警系统的缺陷和极早期烟雾报警系统在列车中应用的优势,并给出极早期烟雾报警系统在列车中的初步应用方案。     

多信息融合的地铁基坑安全状态评价方法

依据基坑工程支护结构和周围岩土体的监测项目,将基坑工程自身监测对象分为地表沉降类、围护结构类和内支撑类。根据基坑开挖深度,设定预警监测点的预警关联分析范围,并将此范围作为基坑安全状态评价的对象。在监测预警分级标准的基础上,通过大量案例数据、基坑变形力学关系等,确定地表沉降类、围护结构类和内支撑类的预警标准,并引入熵权理论、区间数和危险度,对预警关联分析范围内的上述3类预警进行融合,创建多因素、多指标综合分析评价基坑安全状态的方法。该方法可实现对多源工程监测数据的融合,客观、快速地评价基坑的安全状态,避免单指标预警和人为判断基坑安全状态时的不全面、不准确等问题,为深基坑安全状态的快速、准确判定提供参考。     

复合纤维混凝土的早期抗裂性能

通过在水泥基体中加入纤维素纤维(CTF)、聚乙烯醇纤维(PF)、复合微筋纤维(VS)3种性能各异的纤维,分析了其单掺与混掺时混凝土的早期抗裂性能.结果表明:单掺时PF在3种纤维中对早期抗裂性能贡献最大,但混掺时CTF,VS可与PF形成互补,产生正混杂效应,其中CTF与PF共同遏制早期微裂纹的扩展,VS在微裂纹扩展为裂缝时发挥"桥接"作用,从而增强混凝土早期抗裂性能.研究结果可为研发高性能水泥基复合纤维材料提供参考.     

回弹法检测灌浆料早期强度的试验研究

为探究现场测定灌浆料早期抗压强度的无损检测方法,采用一种加固型灌浆料制备2种不同类型的灌浆料,各14个龄期,共252个试块,并对其进行回弹和抗压强度试验,以探究该灌浆料早期强度与回弹值之间的关系。基于最小二乘法原理,按照不同的函数表达式,分别对试验数据进行回归分析及对比,提出了回弹法检测灌浆料早期强度的测强公式,从而为采用回弹法进行现场检测灌浆料早期强度试验研究提供参考。     

碱激发粉煤灰水泥胶凝体系的水化机理分析

通过在粉煤灰掺量比例为50%的粉煤灰-水泥胶凝体系中加入Na_2SO_4和碱石灰复合激发进行粉煤灰火山灰活性激发试验,研究粉煤灰-水泥胶凝体系的早期强度,并采用衍射分析和扫描电镜分析硬化浆体的微观结构.研究结果表明:Na_2SO_4和碱石灰复掺具有明显的活性作用.水泥石早期强度显著提高;水泥石中形成了较多的CSH和AFt,未发现AFm生成,说明加入Na_2SO_4和碱石灰共同激发可有效破坏粉煤灰的玻璃微珠外壳及硅铝网络结构,可增强粉煤灰的潜在活性.     

基于大数据的铁路工程投标企业异常行为预警研究

基于铁路工程电子招投标积累的海量数据,识别预警具有异常行为的铁路工程投标企业。运用社团结构检测分析识别具有抱团行为的投标企业;再通过函数拟合预测投标企业中标次数,根据实际值与预测值的标准残差所落置信区间范围,分析识别中标次数异常的投标企业;最后综合分析2种方法的结果,构建铁路工程投标企业异常行为分级预警模型,识别具有串围标嫌疑的企业并分级预警。研究结果表明:基于铁路工程电子招投标大数据,综合社团结构检测和函数拟合分析两种方法,可以有效识别预警铁路工程投标企业的异常行为。