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。     

接触网铝合金定位支座断裂原因分析及改进建议

针对接触网铝合金定位支座的断裂失效,采用超声波清洗、扫描电子显微镜、光学显微镜以及能谱分析方法等技术手段,对定位支座断口的宏观和微观形貌、金相组织、能谱进行观察、研究,并结合其实际服役工况得出定位支座本身存在的微小铸造缺陷,受周围富S的腐蚀性环境作用,萌生腐蚀性微裂纹,在疲劳载荷的往复作用下微裂纹不断扩展,导致定位支座断裂。针对断裂原因,提出加强检查及时发现微小裂纹,表面增加耐腐蚀涂层,添加合金元素提高耐腐蚀性能,改进定位支座的铸造工艺或采用锻造工艺等改进建议。     

接触网零部件应力腐蚀断裂分析

随着铜合金、铝合金、不锈钢材料零部件在接触网中的大规模应用,由于应力腐蚀原因造成零部件失效而影响行车的情况时有发生。为此,对接触网零部件应力腐蚀断裂的机理特征、发生条件、检测方法和防护措施开展研究,为接触网零部件应力腐蚀断裂的判断、分析及预防提供依据。     

多元复合氧化涂层对定位装置服役性能的影响

首先对某高速铁路接触网定位装置的现场服役失效零件进行了失效分析,结果显示:接触网定位器与定位支座的失效模式属于冲滑复合摩擦磨损失效,损伤形式以剥落和犁削后产生的犁沟为主,磨损机理主要是疲劳磨损和磨粒磨损以及一定的氧化磨损。然后对定位器和定位支座切割取样,并进行多元复合氧化涂层处理对比试验,结果表明:经过多元复合氧化涂层处理后试样表面硬度大幅提高,随着硬度的提高其抗磨粒磨损和塑性去除性能增强;通过对涂层处理后的样品磨痕处进行微观形貌分析发现,多元复合氧化涂层可明显改善材料的抗剥落能力。     

定位器失效对接触网振动响应的影响研究

研究目的:定位器是接触网的关键零部件,一旦发生故障,直接影响弓网受流的可靠性和安全性。通过研究定位器失效对接触网振动响应的影响以进行定位器故障诊断。首先,通过机理分析区分定位器线夹脱落和钩环脱落两类故障;其次,建立接触网定位器故障仿真模型并搭建接触网全参数故障仿真系统,获取接触网定位器故障时的接触网振动响应参数;最后,通过分析定位器失效时定位点垂直与水平方向的加速度统计数据,提取振动加速度响应时间、振动频率来识别故障特征。研究结论:(1)定位器故障时的振动模式有较大变化且水平加速度大幅增加;(2)故障点处加速度幅值主频前移,相应峰值降低,相位角持续降低;(3)故障点水平方向加速度变化剧烈,接触网振动响应明显失常,直接影响弓网受流乃至列车正常运行;(4)在实际工程中,通过本文方法可实现对定位器故障的快速定位和诊断,确保弓网受流的稳定性。     

接触网常用铝合金定位器管材料性能对比分析

对我国和德国接触网零件铝合金定位器管的铝合金材料从化学成分、金相组织、静态力学性能和疲劳极限4方面进行对比和试验,分析材料成分对使用性能的影响,提出选择铝合金材料生产定位器的建议。     

腐蚀介质对7N01铝合金焊接接头腐蚀疲劳性能的影响

通过成组法和升降法对A7N01S-T5铝合金焊接接头在NaCl溶液中的腐蚀疲劳性能进行研究,主要考察介质浓度和pH值对条件腐蚀疲劳极限的影响。结果表明,介质浓度的增加和pH值的降低会导致焊接接头腐蚀疲劳极限的降低。焊接接头的腐蚀疲劳断口呈现疲劳条带和解理共存的形貌,微观形貌观察表明,腐蚀疲劳裂纹萌生于表面腐蚀坑,在交变载荷作用下,蚀坑深度和表面积迅速增加,当蚀坑增大到临界尺寸时,由于蚀坑应力集中,在交变应力持续作用下,短裂纹作为相邻点蚀坑间的"桥梁",最终导致腐蚀疲劳裂纹形成、扩展,直至断裂。     

高速铁路接触网定位器底座断裂分析及预防整治建议

高速铁路接触网腕臂支持装置大量采用铝合金材质,降低了支持装置的重量,提高了定位点的弹性,但由于铝合金部件机械强度低于镀锌钢件,导致高速铁路铝合金部件出现一些断裂缺陷,特别是定位器底座断裂问题更为严重。对定位器底座受力情况进行研究,使用有限元软件对其应力分布情况进行分析,并对定位器底座材质、夹杂物及金相组织进行检测,提出定位器底座断裂为铸造工艺、振动疲劳及环境污染(SO2和Cl等酸性物质)等综合因素导致,并据此提出预防及整治措施,为高铁铝合金材质零部件的检查检修提供参考。     

高速铁路接触网定位钩和定位支座失效分析

基于高速铁路接触网定位钩和定位支座的材料和服役工况,结合宏观、微观和有限元分析等摩擦学分析测试方法,对定位钩和定位支座进行失效分析。结果表明:定位钩与定位支座连接采用的钩环结构是导致它们在连接处磨损失效的根本原因;钩环结构导致连接处应力集中和局部应力值过高,从而使连接处的次表面材料在高应力的循环作用下萌生微裂纹并形成剥落,剥落的磨屑在摩擦界面被不断碾碎并产生犁削;此外,钩环结构导致定位钩和定位支座在连接处的磨损形式为恶劣的冲滑复合磨损,从而加速了钩环结构连接处的磨损。建议优化定位器与定位支座的连接结构形式、改善连接处的应力集中,可解决定位钩与定位支座的磨损问题。     

城轨供电系统接触网可靠性的故障树分析

针对城轨供电系统接触网结构和运行特点,建立了城轨供电系统接触网可靠性的故障树分析模型,计算接触网可靠性指标.分析了影响接触网可靠性的主要故障原因,通过求取接触网故障树的最小割集得出影响系统可靠度的直接原因,并进行底事件故障重要度分析.接触网电气失效的影响因子排在前几位的底事件分别是定位线夹松动和断裂,以及软定位器锈蚀等定位装置失效.有针对性地提出了改进接触网可靠性的措施--特别加强对接触网定位装置的巡查.     

微弧氧化电解液成分对接触网铝件陶瓷膜影响

结合中国高速铁路接触网Al Si7Mg0.3铝合金零部件在恶劣环境下服役时的腐蚀问题,在Al Si7Mg0.3合金表面成功制备了微弧氧化陶瓷膜。研究了铝酸钠和磷酸钠浓度对陶瓷膜的厚度、表面粗糙度和显微硬度的影响,利用极差分析的方法对电解液配比进行优化。采用浸泡腐蚀试验、中性盐雾试验对Al Si7Mg0.3合金微弧氧化陶瓷膜的耐腐蚀性能进行评估,所取得的研究成果能够解决铝合金接触网零部件在恶劣环境下的腐蚀问题,为接触网铝合金零部件微弧氧化处理技术的产业化应用奠定了基础。     

接触网定位器的张力分析

对曲线和直线2种工况下接触网定位器的张力进行分析,认为应该对接触网定位器的最小和最大张力进行明确规定,指出了影响接触网定位器的最小和最大许用张力取值的因素。     

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。     

电气化铁路接触网零部件失效分析方法探讨

随着电气化铁路的快速发展，接触网零部件服役失效问题频现。本文以实际服役现场接触网整体吊弦典型失效问题为例，从现场调研与实测、失效形貌与性能测试、实际受力工况仿真、试验再现、改进措施建议等5个方面分析了接触网零部件的失效分析方法和对策，为接触网零部件失效分析提供解决方案，保障电气化铁路的运营安全。     

铝合金接触网零件的失效分析和改进

通过对铝合金定位器和定位环的失效分析,认为铝合金材质硬度过高、不合理的结构设计和不当的加工方法是造成零件开裂的主要原因,并提出了改进意见。     

高铁铝合金接触网零部件防腐性能研究

针对高速铁路铝合金接触网零部件出现霉点腐蚀及表面处理层剥落现象,提出阳极氧化与微弧氧化2种防腐处理措施;通过在工艺机理、膜层厚度、硬度、盐雾腐蚀等方面进行性能差异对比及全寿命周期成本分析,确定铝合金微弧氧化处理方案更具优势,可消除铝合金接触网零部件线路腐蚀等隐患,降低运营成本,满足高铁线路安全运行的需要。     

高速铁路接触网定位器坡度问题的深化研究

研究目的:高速铁路接触网与受电弓关系直接影响到运营安全.接触网是通过接触线和定位器与受电弓相互作用,它们的动静态空间位置、相互作用力是确保弓网性能的关键.本文对定位器坡度、接触网在直线和曲线的拉出值、第一吊弦点位置设置及之间的相互关系进行详细研究,为高铁接触网设计优化提供参考.研究结论:(1)定位器坡度与导线张力、第一吊弦点位置、拉出值、跨距、定位器及定位线夹重量、曲线半径及外轨超高等因素有关;(2)在接触网其它主要设计参数一定的情况下,时速300 km/h及以上高速铁路接触网定位器坡度直线区段按不小于8°控制,曲线区段按最小不小于6°、最大不大于16°控制是合理的;(3)直线和半径较大曲线区段接触网拉出值±200 mm、第一吊弦距定位点5 m对保证定位器坡度是合适的参数选择,可指导工程设计.     

接触网定位器坡度计算及定位安全措施

研究目的:接触网定位器坡度是弓网关系的重要参数,定位器坡度不仅要满足受电弓动态包络限界的安全要求,还要满足其自身受力和抬升的基本要求,同时定位器坡度的计算应是接触网腕臂安装设计的核心,因此,探索并总结定位器坡度计算的原则、方法及采取的有关安全措施十分必要。研究结论:线路设计的参数和接触线额定张力、拉出值、跨距及定位器结构参数决定着定位器初始状态的坡度,合理确定接触线额定张力、拉出值及跨距等设计参数是定位器坡度安全可靠的前提。接触网腕臂安装设计应围绕着定位器计算坡度进行,否则将影响预配计算的精度甚至导致部分预配安装需要现场重新调整。采用定位管支撑及定位器防风拉线等措施,能够更好满足接触网几何结构在运行风荷载等作用下不偏离允许范围并保障受电弓运行安全,使得定位更为安全可靠。     

大风区接触网单腕臂道岔柱装配缺陷例析

针对接触网道岔柱单腕臂双限位定位器装配时存在的安全隐患,分析其装配的不合理性,并进行实地调查及定位器偏移测量,通过实施风区接触网道岔柱由单腕臂更换为排架双腕臂装配的变更措施,消除了设备缺陷和安全隐患,避免了极限偏移情况下发生弓网事故的可能,实现了设备的安全可靠运行。     

高速铁路接触网拉出值和定位器坡度优化研究

高速铁路接触网定位器与受电弓的相对位置关系直接影响弓网运行安全。通过合理设置拉出值和定位器坡度,既能保证弓网受流性能和弓网安全,又能降低受电弓滑板的损耗。通过对直线、曲线区段跨距值、拉出值、定位器坡度、第一吊弦点位置之间的相互关系进行详细研究,为高铁接触网设计优化提供依据。通过研究,在接触网其他主要设计参数一定的情况下,得出针对直线、曲线区段的不同跨距下拉出值的推荐设置,在保证定位器具有合理坡度值的同时,使得受电弓与定位器的匹配关系更加安全可靠,可指导工程设计。