840D车轮辐板孔裂纹扩展速率的统计分析

通过对现场调查获得的3 974个840D车轮辐板孔裂纹数据进行分析,表明不同辐板孔裂纹长度下的裂纹形成时间可以用双参数威布尔分布来描述,形状参数可以取为常值;在辐板孔内侧裂纹长度小于和等于35 mm时,平均裂纹扩展速率与裂纹长度成正比。给出了840D车轮辐板孔平均裂纹扩展速率的计算公式。得出当裂纹长度为5,10,15,20,25 mm时,平均裂纹扩展速率分别为4.4,8.8,13.3,17.7,22.1 mm.年-1。     

机车用E级钢铸件裂纹分析及改进措施

针对机车用E级钢铸件表面裂纹问题,以电机吊杆为例分析裂纹产生的原因,阐述了焊接工艺对消除裂纹的作用,并对机车检修中出现的线性磁痕显示现象进行分析,指出可通过渗透探伤法甄别。     

高速列车制动盘裂纹现状调查分析

对我国高速列车“中华之星”及“先锋号”上用的制动盘裂纹现状进行全面调查。分析了制动盘裂纹剖面的宏观形貌特征,并对制动盘裂纹萌生和扩展机理进行探讨。发现裂纹剖面宏观形貌特征与制动盘疲劳裂纹扩展规律之间存在一定的关联,为制动盘寿命评估提供了新的思路。     

动荷载与水耦合作用下无砟轨道混凝土层间裂纹扩展研究

随着高速铁路的大范围应用,无砟轨道在列车荷载与水耦合作用下的水致损伤问题备受关注。为研究列车荷载与水耦合作用下无砟轨道层间裂纹扩展现象,运用有限元软件进行无砟轨道层间裂纹扩展分析,开展动荷载与水耦合作用下的混凝土层间裂纹扩展试验。研究结果表明:裂纹尖端疲劳寿命与列车速度呈二次方关系,随列车轴重增加,裂纹尖端疲劳寿命显著降低;裂纹尖端剪应力随裂纹深度增大呈高次方增长;裂纹扩展初期尖端多呈一定弧度,裂纹局部会伴有压溃现象;混凝土层间裂纹沿界面扩展时为折线形,并可能会产生裂纹分叉,最终导致裂纹面掉块现象发生。     

荷载幅值对无砟轨道结构裂纹水压力影响

研究目的:为分析无砟轨道结构裂纹内水压力变化特性,建立列车荷载-水耦合作用下裂纹水压力的计算模型。为验证模型的正确性,浇筑带裂纹的模型试件,采用万能伺服液压机施加循环动荷载,采用高灵敏度传感器测量裂纹内水压力,分析带水平裂纹的混凝土结构在循环荷载作用下,裂纹内水压力随加载幅值变化特性。以列车速度为250 km/h为计算实例,分析裂纹内控制点水压力随列车荷载幅值变化。研究结论:结果表明:(1)试验中随着循环幅值(45±20~70±45 kN)的增加,裂纹内测点水压力增大;(2)建立与试验条件一致的理论计算模型,试验数据与理论计算结果之间有误差存在,但是试验曲线与理论结果的变化趋势一致,计算模型是有效的;(3)采用列车荷载-水耦合作用下裂纹水压力的计算模型,计算当列车速度为250 km/h,裂纹开口量、宽度、深度分别为3 mm、1 m、1 m时,随着列车荷载的增加,裂纹内控制点水压力呈线性关系增大;(4)该研究结果可为分析无砟轨道结构伤损理论提供参考。     

60N U71MnG钢轨轨头裂纹成因分析

对线路探伤检查发现的60N U71MnG重伤钢轨进行磁粉检测复核，在钢轨轨头工作边侧表面发现了裂纹。为查明裂纹产生的原因，人工压断裂纹钢轨并取样，对裂纹处断口进行宏观形貌观察、扫描电镜观察及能谱分析，以获得裂纹断口的形貌特征和伤损特点；对试样进行显微组织观察和维氏硬度检验，以分析裂纹的成因和机理，并在考虑温度拉应力和列车动弯应力作用下，对钢轨受力及裂纹萌生机理进行仿真分析。结果表明：钢轨轨头工作边侧表面裂纹为冷态下形成的外伤，裂纹及其附近部位曾受到过剧烈摩擦产生高温并发生相变产生了马氏体组织；当轨温为-33℃时，在温度拉应力和列车产生的动弯应力的共同作用下，白层马氏体表面中心偏下位置的拉应力为417.6 MPa，裂纹易从钢轨表面中心萌生，其尖端应力强度因子KI为28.9 MPa·mm1/2，高于钢轨断裂韧性KIC的最小单值，因此钢轨在经历很短的循环载荷周次后便从白层马氏体处发生裂纹失稳扩展。     

电动机机座铸造裂纹分析及对策

以SS型电力机车880KW电动机机座为例，分析了厚大圆筒类机座铸造裂纹特征及产生裂纹的主要原因，提出了防止裂纹产生的措施，并获得了比较理想的效果，为解决厚大圆筒类铸钢件裂纹问题提供了思路。     

断口定量分析840D车轮辐板孔裂纹扩展速率

对840D车轮辐板孔疲劳断口形貌进行观察并测量疲劳弧线间距。通过分析认为43 mm是临界裂纹的一个重要参考,同时发现闸瓦制动工况在裂纹的产生和扩展过程中起着重要的作用,并推断出裂纹长度在35 mm内,其平均裂纹扩展速率为31.2 mm/年。     

列车车轴裂纹的振动特性分析及在线监测方法

以危害性极大的车轴横裂纹为研究对象,分析裂纹车轴的振动特性,设计车轴裂纹在线监测系统。研究表明:当车轴存在裂纹时,其振动具有非线性特性,振动中出现各次谐波分量;1次和2次谐波的响应变化随裂纹扩展而增大,变化幅度随裂纹在车轴上的位置不同而不同,且2次谐波比1次谐波的响应变化大得多,3次及其以上的谐波对较浅裂纹来说可以忽略。结合机车车辆轮对振动监测的特殊性,提出综合运用转速跟踪采样、时域累加和平均、历经谱分析等方法对车轴裂纹进行振动监测分析,可有效抑制由支承轴承、车载设备或偶然性激励引起的背景噪声。经过在机车车辆轮对跑合试验台上的监测试验,监测结果与实际车轴裂纹相符,表明提出的在线监测方法能有效监测和识别列车车轴裂纹。     

车轮踏面裂纹分析

针对城轨列车车轮踏面存在的宏观裂纹,采用化学分析、硬度测试、金相观察等方法对踏面裂纹成因进行分析。车轮踏面裂纹为列车制动引起的热裂纹。车轮踏面制动时的高热区域表层组织会产生相变,形成马氏体组织,脆硬的马氏体组织在轮轨接触应力、制动热应力和组织应力的相互作用下极易碎裂萌生裂纹,裂纹在轮轨接触应力的持续作用下逐渐扩展,最终发展为宏观裂纹。建议城轨列车采用盘型制动,为了减少车轮的热裂敏感性,适当降低车轮的碳含量,选用ER8车轮,降低热裂纹产生的概率。     

钢桥面板对接焊缝表面多缺陷疲劳效应研究

为探明钢桥面板对接焊缝焊趾区域共面及异面表面多缺陷在裂纹扩展过程中的形态变化及相互作用机制,以钢桥面板U肋下翼缘对接焊缝简化后的基本焊接构造为研究对象,探明对接焊缝焊接区域的应力强度因子K_I分布,并在验证ABAQUS与FRANC3D数值模拟方法可靠性的基础上,对焊趾区域植入的共面或异面多裂纹进行多裂纹扩展分析。研究结果表明：含余高对接焊缝在轴拉荷载作用下,焊趾线附近存在应力强度因子K_I的峰值点;相邻共面裂纹在扩展至临界深度的过程中存在裂纹融合前、裂纹融合时及裂纹融合后3个典型的扩展阶段,不同阶段裂纹前沿形态及扩展速率da/dN变化可通过等效应力强度因子幅值ΔK_eff的分布来体现;共面裂纹融合前,单裂纹靠近另一裂纹长轴端点的裂纹相互作用比例因子随净间距s₁与裂纹深度a比值呈幂次负相关性;对接焊缝异面裂纹中焊趾处裂纹对热影响区裂纹存在抑制作用,并随着裂纹尺寸差异的累计增加,焊趾处裂纹对热影响区的抑制作用呈线性扩大,最终使得热影响区裂纹ΔK_eff低于门槛值ΔK_th     

客车车体底架疲劳裂纹评价

建立了客车车体的有限元模型,采用断裂力学,计算出客车底架临界裂纹尺寸和裂纹扩展率.通过对比有限元分析和物理加载试验获得的侧梁变形,对其进行了验证.在一定条件下,该裂纹分析过程可适用于铁道车辆临界裂纹和裂纹扩展速率的评估.     

车轴裂纹扩展寿命的分析与计算方法

在由加载条件试验得出车轴裂纹扩展规律的基础上,引入有效应力强度因子范围ΔKeff值,建立适用于各种加载条件的裂纹扩展规律模型;给出实际运用条件下初始裂纹尺寸、超偏载、轮轴压装配合导致应力集中等因素影响车轴裂纹扩展的理论分析方法;建立车轴裂纹扩展寿命的计算模型,并采用Romberg数值积分法和Newton-Rophson迭代法对车轴剩余寿命进行预测。运用本文给出的模型和计算方法,以RD轴轮座部为例,对不同运用工况、不同尺寸裂纹车轴的剩余寿命进行了计算分析;以某客车RC轴断轴事故为例,对车轴初始裂纹尺寸进行计算,验证了超限裂纹漏探是导致该车轴断裂的主要原因。     

弹簧表面裂纹应力强度因子有限元分析

机车车辆弹簧表面都或多或少存在着一些裂纹,目的是为了定量描述裂纹对弹簧的影响规律。运用有限元分析软件,采用20节点单元、裂纹前缘单元采用1/4节点单元,对弹簧施加不同载荷以及改变裂纹的长度和深度进行求解,从而得到各裂纹前缘的应力强度因子。计算并分析了弹簧表面裂纹深度、长度同应力强度因子之间的关系。     

基于监督学习的轨道车辆车轴裂纹扩展预测方法研究

传统裂纹扩展分析需要精确的数学模型以及校准参数,但现实中的复杂形状裂纹扩展过程难以进行精准建模,而通过有限元软件对裂纹扩展过程进行分析需大量的运算时间。因此,文章提出了基于监督学习的轨道车辆车轴裂纹扩展方法,该方法无需进行数学建模,可通过结构健康监测数据以及初始裂纹数据直接预测裂纹的扩展趋势。经验证,该方法预测准确率较高,能够较好地拟合裂纹扩展趋势。     

轨道车辆座椅裂纹分析及改善措施仿真研究

文章介绍了轨道车辆常见座椅分类及其布置,针对某型轨道车辆统计了运行中座椅裂纹分布情况及位置信息,分析了座椅裂纹产生原因,提出了改善座椅裂纹的措施,并通过相应计算及仿真分析验证了座椅裂纹改善措施的可行性。     

轨道车辆抗侧滚扭杆轴表面裂纹研究

表面裂纹是影响轨道车辆抗侧滚扭杆轴疲劳性能的关键因素,研究发现扭杆轴表面裂纹的形式主要有横向裂纹和纵向裂纹2种,并采用化学成分分析、低倍组织检验、金相检验等方法对这2种表面裂纹进行了分析.结果表明,在原材料质量得到很好的控制的情况下,热处理工艺是导致扭杆轴表面裂纹产生的重要因素,并提出了预防和解决措施.     

预应力混凝土梁体裂纹探析及整治

针对京九线预应力混凝土梁体产生的裂纹速率加快,从裂纹产生的机理进行原因分析,并详细介绍裂纹整治的具体措施。     

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。     

铸钢轴装制动盘热裂纹形成和扩展机理

借助1∶1制动动力试验台对高铁用铸钢轴装制动盘进行1∶1摩擦磨损试验,通过制动能量的累计,制动盘表面出现大量热裂纹,文章通过裂纹源的分析,裂纹形成的顺序,热裂纹扩展形式以及制动盘结构对热裂纹的影响等方面进行简要分析,得出铸钢轴盘热裂纹形成及扩展机理。