RD3A1车轴卸荷槽部位腐蚀裂纹的失效分析

在现场调研的基础上,对典型失效样品进行了失效分析,对表面腐蚀坑、裂纹进行了宏观和微观分析,表明裂纹是从表面腐蚀坑处萌生,沿着大体垂直于表面的方向向内穿晶扩展。结合RD3A1车轴卸荷槽部位的结构特点,阐述了车轴轴颈卸荷槽部位裂纹产生的机理,为制定有效的预防措施提供了可靠的依据。     

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。     

RD2轴卸荷槽部位腐蚀疲劳裂纹的失效分析

在现场调研的基础上,对典型失效样品进行失效分析。常规检验和对表面腐蚀坑、裂纹的宏微观分析表明,裂纹从腐蚀坑处萌生,沿着大体垂直于表面的方向向内穿晶扩展;扫描电镜能谱分析表明,腐蚀坑内的产物主要含Fe,Mn,Si,S等;X射线光电子谱分析得出,表面腐蚀产物主要有:Fe2O3,FeCl2,FeSO4,NH3,Si3N4等。由此综合分析推断,介质中主要含有H2O,Cl-,SO2-4等。结合卸荷槽部位的结构特点及受力情况,得出结论:引起RD2轴卸荷槽部位腐蚀疲劳裂纹的主要原因为大气腐蚀。为制定有效预防措施提供了可靠依据,对确保行车安全有重要意义。     

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...     

车轴内缩管缺陷的超声波检测

介绍了车轴轴线处缩管缺陷的超声波探测方法，分析了该缺陷的形成机理及车轴贯穿性探测漏探的原因。     

东风4D型机车车轴超声波探伤研究

针对东风4D型机车车轴研制的超声波探伤试轴，除了轴的两个端面与原形车轴略有不同，其余几何尺寸均与原形车轴保持1：1的对应关系。试轴设计了12处模拟缺陷，解决了对东风4D型机车车轴各应力集中点探伤的当量问题；在这次超声波车轴探伤研制中首次利用表面波探头，和双晶片探头，解决了车轴轴身在不能用磁粉方法进行表面探伤，以及K值探头无法解决的轮座外侧压装线部位的探伤方法问题。     

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。     

对车轴发纹的分析与鉴别

为确认通过磁粉探伤对车轴检查时发现的轴身表面缺陷,采用金相检验、扫描电镜及能谱仪等,对缺陷进行综合分析及鉴别。结果表明,缺陷是由大的非金属夹杂物引起的发纹。     

车轴超声波探伤的波形分析

利用超声波探伤仪对铁路车轴内部的缺陷进行检测是目前较为普遍使用的方法。车轴内部的缺陷是威胁铁路运输安全的潜在隐患。在车轴探伤中,超声波探伤仪的波形是判定车轴内部(或表面)缺陷的重要依据。只要我们掌握了探伤中出现的几种主要的波形特征和判定方法,就能较准确地区别车轴内部的各种缺陷。众所周知,超声波探伤仪是通过电信号经换能器(即探头)产生出高频超声波,再经耦合剂(机油)与被探物体密贴,然后在钢性介质中传播并将各种超声波反馈给探头,再转换为电     

基于概率分布函数的动车组车轴应力谱试验分析

根据EN 13103标准分析计算车轴表面应力分布规律,据此在车轴应力较大的距车轮内端面113和163 mm处的动车组车轴表面各布置2个测点,由此得到京津城际铁路和既有线路动车组的车轴应力时间历程,然后进行数据处理后得到车轴弯曲应力谱子样,再由估计的最大应力幅值得到动车组车轴8级程序应力谱.结果表明:动车组车轴应力幅值的分布符合三参数威布尔分布,并且既有线路动车组的车轴应力变化幅度比较大,而京津城际铁路的则比较平缓;在相同速度下,既有线路动车组的车轴应力最大值比京津城际铁路的大1倍左右;动车组以240km· h-1速度运行时其车轴应力幅值最小,在其他速度级下,车轴应力除最大值稍微有差别外,其他应力水平基本一致.     

我国动车组车轮和车轴技术综述(上)

介绍国内CRH1,CRH2,CRH3,CRH5,CR300AF/BF,CR400AF/BF既有动车组车轮、车轴材料性能,分析国内既有各型动车组车轮和车轴在结构形状、尺寸和制动方式等方面差异.对比分析结果表明,既有动车组车轮和车轴,无论是进口产品还是自主研发产品,其成分体系、材料微观组织结构、力学性能等,均为中碳钢材料,...     

我国动车组车轮和车轴技术综述(下)

介绍国内CRH1,CRH2,CRH3,CRH5,CR300AF/BF,CR400AF/BF既有动车组车轮、车轴材料性能,分析国内既有各型动车组车轮和车轴在结构形状、尺寸和制动方式等方面差异.对比分析结果表明,既有动车组车轮和车轴,无论是进口产品还是自主研发产品,其成分体系、材料微观组织结构、力学性能等,均为中碳钢材料,...     

重载铁路钢轨铝热焊接头S形断裂失效原因分析

采用扫描电子显微镜、光学显微镜、直读光谱仪、布氏硬度计对重载铁路钢轨铝热焊接头S形断裂件的断口微观形貌、金相组织、化学成分、硬度进行了检验分析。结果表明:铝热焊接头伤损属于起源于轨腰焊筋表面缺陷处的纵向裂纹引起的钢轨S形断裂;轨腰焊筋尖端表面存在大尺寸疏松缺陷是轨腰纵向裂纹产生的主要原因;同时焊缝内部存在缩孔和大量疏松缺陷,降低了焊缝强度,促进了裂纹的快速扩展,最终导致脆性断裂。     

机车车轴断裂失效分析

应用理化检测手段,对早期断裂失效的机车车轴进行了较为全面的金相分析、化学成分、力学性能检验、断口分析,结果表明车轴断裂性质属低应力弯曲疲劳断裂,即冷切;在车轴轴身中部,宽度约15 mm,深度约4 mm的表面环形层内,采用了非正常的补焊工艺,是造成车轴短期运行后发生早期疲劳断裂的主要原因;车轴中心区域存在严重的带状组织,对车轴抗疲劳扩展有不利影响,这种组织非均匀性同时反映出车轴冶金质量上的不足.     

道岔扣件关键零部件防腐性能试验研究

通过现场调研分析了高速铁路道岔扣件金属零部件腐蚀原因,对现场抽取的Ⅱ型弹条进行了质量检验及表面腐蚀状态分析,并通过二氧化硫腐蚀试验研究了不同防腐工艺处理后道岔扣件各金属零部件宏观状态和微观形貌。结果表明：Ⅱ型弹条表面存在的腐蚀坑为酸雨环境所致;铁路道岔扣件Ⅱ型弹条硬度、表面脱碳层厚度、金相组织和化学成分均达到相关规范要求;经120 h二氧化硫腐蚀,渗锌处理的弹条、达克罗处理的螺旋道钉和T型螺栓以及静电喷涂处理的螺旋道钉、T型螺栓和螺母均轻微腐蚀,满足抗二氧化硫腐蚀要求;对于不同防腐工艺处理的金属零部件,达克罗和静电喷涂试样抗二氧化硫腐蚀性能优于渗锌和镀锌试样。     

高速铁路铸造铝合金接触网零部件腐蚀失效分析

利用扫描电子显微镜观察运行过程中断裂的铸造铝合金定位支座样品微观形貌,能谱仪分析样品化学成分,光学显微镜观察腐蚀截面金相组织,分析裂纹特征和腐蚀产物,以研究其腐蚀失效过程。结果表明,样品失效形式为在腐蚀疲劳裂纹基础上发生的快速断裂,腐蚀形式主要表现为点腐蚀和晶间腐蚀,腐蚀形貌以微裂纹和龟裂为主。提出对铸造铝合金零部件进行表面处理的工艺优化措施。     

地铁车辆车轴压装前表面特性分析及处理

在地铁车辆轮对压装前为避免出现压装大吨、跳吨等造成车轴损伤故障,需对车轴表面进行测量、分析以及处理,根据车组表面参数、实际运用寿命、压装故障特点、表面可修复余量等因素有效采用车削加工、磨削、滚压、砂纸打磨等措施对表面进行处理,提高车轴表面稳定性,保证压装合格率和车轴可重复利用率。     

基于ANSYS/FE-SAFE的高速动车组非动力车轴疲劳寿命分析

以CRH380B型高速动车组的非动力车轴为研究对象,开展高速动车组非动力车轴的疲劳寿命预测分析。采用有限元分析软件ANSYS建立轮对有限元模型,进行车轴危险截面处的应力分析;采用动力学仿真软件SIMPACK建立高速动车组整车模型,分析车轴垂向和横向载荷随时间的变化情况;采用疲劳累计损伤理论,以车轴的应力和载荷谱为输入,基于疲劳寿命专用仿真软件FE-SAFE对车轴进行疲劳寿命分析。结果表明:非动力车轴轮座内侧的过渡圆弧处为最大应力部位和危险部位,最大应力为122.01 MPa,疲劳寿命约为28.6a,均满足车轴静强度和设计寿命的要求。     

整体吊弦线心形环处断丝断股原因分析

整体吊弦在服役过程中在接触线吊弦线夹端的心形环处容易发生吊弦线断丝、断股现象。通过宏观观察、化学成分分析、微观断口分析、金相组织检测等手段，对整体吊弦的该种失效原因进行分析，结果表明：应力腐蚀疲劳是导致整体吊弦线发生断丝、断股的主要原因；在应力和腐蚀介质的共同作用下，吊弦线铜丝侧表面出现腐蚀坑，随后在交变应力及腐蚀介质的持续作用下发展成为疲劳裂纹源区，最终导致断丝断股。     

轨道车辆车轴强度及疲劳裂纹扩展寿命分析

以GCY300II型轨道车12 t轴重车轴为研究对象,采用机车车轴的强度标准,利用有限元计算方法计算车轴不同轴重下的6种不同工况的静强度和疲劳强度,在获得对应工况的应力分布及数值的基础上,进行车轴的静强度和疲劳强度分析,并确定车轴薄弱部位,然后假定车轴最薄弱部位出现疲劳裂纹,将不同轴重、不同工况下计算得到的应力数值作为车轴裂纹处的载荷应力谱,再结合疲劳断裂分析理论计算分析车轴疲劳裂纹扩展寿命。计算结果表明:车轴薄弱部位为车轴变截面处,其中最薄弱部位为车轮内侧轮座处上边缘。