钢轨纵向应力的超声波检测

钢轨纵向应力是铁路安全与维修中一个突出的问题。日常及季节性的温度变化使无缝钢轨产生很高的纵向应力（LRS）。一旦钢轨中出现过大的纵向拉应力，会导致钢轨绝缘连接板及其他钢轨扣件出现疲劳。当出现过大的纵向压应力时．可能引起胀轨．该问题已经成为铁路行业进行安全方面研究的重点。此项研究的目的是为铁路企业在需要的地点提供对钢轨纵向应力进行检测的能力．     

钢轨内残余应力的危害及评价方法

钢轨内的残余应力的大小和分布将直接影响钢轨的使用性能。本文从钢轨的生产工艺入手，分析了钢轨内残余应力的产生原因和危害，并介绍了钢轨内残余应力的评价方法。     

钢轨纵向应力的超声波检测

钢轨纵向应力是铁路安全与维修中一个突出的问题。日常及季节性的温度变化使无缝钢轨产生很高的纵向应力(LRS)。一旦钢轨中出现过大的纵向拉应力,会导致钢轨绝缘连接板及其他钢轨扣件出现疲劳。当出现过大的纵向压应力时,可能引起胀轨,该问题已经成为铁路行业进行安全方面研究的重点。此项研究的目的是为铁路企业在需要的地点提供对钢轨纵向应力进行检测的能力,以便采取合理有效的预防性维修。目前正在内布拉斯加-林肯大学(UNL)进行的研究,由美国联邦铁路局(FRA)提供支持,重点是利用超声波对钢轨纵向应力进行检测*。超声波速度与固体中应力之间的关系,也被称作是声电效应,是此次研究的基础。基础开发工作在内布拉斯加-林肯大学的试验室及有一小段轨道的所谓"工地试验室"内进行。试验室内开发的测量技术被运用到实际现场当中。当前正在将超声波检测数据与安装在钢轨上的应力模块检测的数据直接进行比较。*这些最新的技术,有利于通过移动平台完成钢轨纵向应力的检测。     

无缝线路钢轨锁定轨温施工技术研究

钢轨应力是无缝线路钢轨强度承载检算的唯一指标,也是无缝线路管理技术要点,尤其是钢轨温度应力是工务施工维修管理的核心。通过分析无缝线路锁定后钢轨温度力分布与变化规律,提出钢轨伸缩端延长锁定长度计算方法;考虑钢轨低温或高温作业环境,提出钢轨温度人工干预施工技术,并采用应力均衡法解决温度应力集中问题;基于钢轨强度承载力计算结果,结合兰新线嘉峪关地区无缝线路地段线形和垂直磨耗特点,给出锁定轨温管理所允许具体范围。研究结果对降低钢轨温度应力,确保无缝线路稳定具有指导意义。     

热轧钢轨中残余应力的测试与分析

通过对热轧钢轨中残余应力测试和评定方法的比较,以及对国产和进口钢轨的残余应力进行测试和分析,找出国产热轧钢轨在残余应力控制方面与国外钢轨存在的差距。根据影响热轧钢轨残余应力的因素,提出降低和优化钢轨中残余应力的措施。     

钢轨轨底残余应力限定值的研究

热轧钢轨中轨底残余拉应力的存在对钢轨性能有很大的影响，因而对轨底最大残余应力加以限定是非常必要的。通过对国产不同轨型、不同钢种和不同钢厂生产的钢轨残余应力分布状况的测定和分析，以及参考国外钢轨相关标准，建议目前国产钢轨轨底残余拉应力限定值最好小于200MPa。     

钢轨缺陷预测与打磨控制

NRC（加拿大国家研究院）的钢轨预防性打磨模型可为不同位置的钢轨提出具体的打磨建议方案。北美的铁路运营公司一直受到钢轨滚动接触疲劳的困扰。随着车辆轴重及列车运行速度的不断提高，钢轨滚动接触疲劳也在增加。为此，NRC—CSTT（加拿大国家研究院地面运输技术中心）于上世纪80年代中期提出了预防性钢轨打磨理论．以此制定钢轨养护方案．从而控制钢轨滚动接触缺陷、延长钢轨的使用寿命。打磨方法是在对钢轨滚动接触疲劳裂缝的产生及发展研究基础上形成的。     

钢轨温度和温度应力

铁路无缝轨道钢轨实际温度应力的测定，一直是一道难题。本文作者经过四十所（1959－2000）的努力，提出了一些新的理论概念，解决了这一难题。经过十八年（1982－2000）的推广应用，证明它不仅切实可行，而且行之有效。     

钢轨中的残余应力

概述了钢轨中残余应力的产生原因、分布形态以及对钢轨使用性能的影响,同时简要介绍了测量钢轨中残余应力的几种常用方法.     

钢轨螺栓孔冷扩张后的残余应力分析

针对钢轨螺栓孔冷扩张过程，总结了相关的残余应力预测理论模型和研究结果，给出了一种基于冷扩张过程中应变场测量的半理论半实验应力分析方法，结合磁弹法和应力释放法，从实验的角度，测量并分析了钢轨螺栓孔冷扩张后残余应力场的大小、分布规律，建立了钢轨螺栓孔冷扩张后残余应力场的大小、分布与扩孔率的关系，为制定钢轨螺栓孔冷扩张工艺提供了依据。     

钢轨材料特性对轨头内弹塑性接触应力场的影响

钢轨的材料参数直接影响着钢轨的屈服现象和应力状态，文章详细地研究了轨头内弹塑性接触应力场与钢轨材料参数（弹性模量，泊松比，应变硬化模量，屈服极限）的相互关系。     

钢轨的振动及其模态分析

通过对钢轨进行模态分析来研究钢轨的振动.对比分析了不同刚度扣件下钢轨的自振频率.通过研究钢轨自振情况下的应力分布来寻找更好的轨道减振措施.结果表明:扣件刚度越大钢轨的自振频率越大,但是变化不大;钢轨振动时其轨腰处应力较大,尤其是扣件位置.因此,研究通过在钢轨上采取措施来实现减少轨道振动这一方面的课题时,建议应将重点放在研究减少钢轨轨腰的振动上.     

液压钢轨拉伸器的技术研究

本文叙述用无缝线路应力放散和调整的一种新型液压钢轨拉伸器的研究开发。该拉伸器具有一系列的优点，使用效果理想。     

钢轨轨腰水平脆断敏感性评定

通过采用锯切口法测定了几种进口高强度钢轨轨腰残余应力，阐述了残余应力对轨腰水平脆断的影响。并以切口尖端应力强度因子Ｋ１和轨腰材料断裂韧性Ｋ１作为判据，对这些钢轨轨腰脆断敏感性进行了评定。     

钢轨中的残余应力

概述了钢轨中残余应力的产生原因、分布形态以及对钢轨使用性能的影响。同时简要介绍了测量钢轨中残余应力的几种常用方法。     

硬化钢钢轨

采用硬化钢钢轨可降低钢轨磨耗，提高钢轨的抗疲劳能力，从而降低维修支出。 根据美国运输试验中心（TTCI）的研究，采用更硬的钢轨可运行大轴重车辆，同时减少钢轨的磨耗和疲劳损伤率。该机构考察了在39吨轴重下钢轨的性能，特别关注钢轨的磨耗、滚动接触疲劳和断裂性能。试验中使用了设在美国普韦布洛市的加速运营试验中心的设施。     

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。     

钢轨波浪形磨耗形成机理及减缓措施研究

钢轨波浪形磨耗是世界铁路近百年来致力解决的极其复杂的问题，本文根据轮对与轨道系统的弹性振动使轮轨间产生的粘振动（或粘一滑振动）是钢轨波浪形磨耗形成的基本的观点，建立了柔性轮对与柔性轨道系统横向与垂向耦合的非线性动力学模型，对轮轨间的磨耗功响应进行了模拟研究，并在１：５和１：１滚动试验台及现场行车上进行了试验研究，研究结果表明上述观点是成立的，本研究还提出了能有效控制钢轨波浪形磨耗的一些建议。     

基于地铁车内噪声控制的钢轨打磨限值研究

定期打磨钢轨可降低钢轨粗糙度，进而有效降低轮轨滚动噪声和车内噪声。针对某区段钢轨波磨导致的异常车内噪声问题，对该区段的钢轨波磨及客室与司机室的车内噪声进行现场测试和分析。研究结果表明：钢轨打磨前的司机室和客室的噪声主频段为420～670 Hz,与地铁列车通过该区段波长为25 mm和40 mm波磨时的通过频率基本一致；钢轨打磨后，车内噪声明显降低，客室噪声幅值降低了11.4 dB(A),司机室噪声幅值降低了9.8 dB(A)。针对车内噪声控制提出钢轨打磨限值：当钢轨粗糙度在大部分频带范围内超过钢轨粗糙度限值3 dB或6 dB时，建议对该钢轨进行打磨。     

基于非线性超声的无缝钢轨锁定轨温检测

针对基于非线性超声的无缝钢轨锁定轨温检测问题,理论分析了材料非线性系数在温度、应力变化过程中的变化情况,试验研究了温度与应力对自由状态及锁定状态下钢轨超声非线性系数的影响,得到了温度与应力共同作用下的非线性超声响应规律。研究结果表明:自由状态下钢轨中传播的超声非线性受温度影响明显,非线性系数随温度升高而增大,随温度降低而减小;锁定状态下钢轨中传播的超声非线性受温度与应力耦合作用,非线性系数在钢轨温度高于锁定轨温时随温度升高而增大,在钢轨温度低于锁定轨温时随温度降低而增大,在钢轨温度为锁定轨温时出现局部极值点。论文从理论和试验两方面证实了非线性超声可以检测无缝钢轨锁定轨温。