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。     

地铁扣件DI弹条安装受力分析及工艺优化改进研究

为了整治地铁扣件DI弹条扣压力不足、疲劳断裂、锈蚀等病害,通过建立DI弹条扣件系统有限元模型进行安装状态受力特性分析,同时对弹条生产的原材料、工艺参数、表面处理方式等进行优化改进,最后对采用新工艺生产的DI弹条进行扣压力、疲劳试验和盐雾试验,验证了优化措施的有效性。研究结果表明:弹程为10. 5 mm时,弹条最大等效应力值为1 400 MPa,发生在弹条后拱小圆弧内侧,此区域为弹条关键受力区;相比60Si2Mn,采用60Si2MnA弹簧钢为原材料的弹条扣压力从8. 17 k N提高至8. 79 k N,疲劳次数从503万次提高至541万次。最优的弹条生产工艺参数为:加热温度应为930～1 020℃,淬火温度应≥830℃,淬火介质应为32号机油,淬火介质温度应为60℃±20℃,回火设备应为网带式连续回火炉,回火温度为500～550℃。弹条表面经多元合金共渗处理后的综合性能最好。     

高速铁路用38Si7弹条疲劳失效原因分析

针对38Si7弹条疲劳断裂失效的问题，通过显微组织及断口分析、硬度测试、脱碳层测定等分析其断裂原因。结果表明：弹条的微观组织为回火屈氏体，残余铁素体不大于2级，组织无异常问题；通过优化轧制过程工艺参数将轧材表面完全脱碳层深度降低69%，未能有效提高成品弹条疲劳寿命；裂纹源来自表面压痕，开裂位置为弹条尾部支点，压痕缺陷是导致弹条断裂的最主要原因。经过优化成型模具，消除了弹条表面压痕，提高了成品弹条的疲劳寿命。     

粉末渗锌技术及其应用

利用粉末渗锌技术进行钢铁防腐可以弥补喷镀锌、电镀锌、热浸镀锌等工艺的缺陷，还可解决镀件氢脆现象，同时粉末渗锌的加热过程可对镀件产生回火效应，并不会对镀件产生不利影响。粉末渗锌工艺简单实用，可用于多种用途，易于推广。     

地铁扣件弹条失效分析及结构阻尼优化

为研究弹条断裂失效原因,以地铁常见DI弹条为研究对象,分析和总结断裂DI弹条材料宏观及微观特征,初步发现伤损弹条裂纹源区凹凸不平,存在表面缺陷。建立扣件弹条及铁垫板有限元简化模型,分析弹条中肢与扣件铁垫板不同安装深度对弹条强度的影响,发现非正常安装2 mm以上弹条中趾接触位置出现接触应力集中斑,且超过正常安装深度4 mm时应力急剧增大。通过对DI弹条自由、安装下试验模态参数识别,首次得到弹条中肢相对于扣件铁垫板不同安装深度下模态参数特征,弹条模态仿真结果与试验结果对比误差在3%以内。借助行车条件下弹条模态特征及钢轨波磨测试分析结果,揭示DI弹条中肢在超过正常安装深度2 mm以上其安装模态频率与钢轨磨耗激励频率范围(462～668 Hz)基本吻合,导致在周期性强迫振动激励作用下发生共振失效的机理。基于DI弹条断裂失效机理,以“远离激励频带、减小振动幅值及保证互换安装”为改进目标,对弹条进行结构阻尼优化。相对原DI弹条参数特征,优化结果显示,阻尼弹条强度满足材料要求,且疲劳寿命提高4.86倍;阻尼弹条安装模态频率先减小后增大,成功避开钢轨波磨激励频率范围;阻尼弹条主峰值频率幅值下降8.4%...     

WJ-7型无砟轨道扣件弹条强度分析

为了分析WJ-7型扣件弹条成型后的强度和工作时的受力状态,首先通过拉伸试验得到成型后弹条材料的抗拉强度;然后采用MIDAS有限元软件进行数值模拟,得到弹条在不同扣压力下的等效应力分布规律;最后通过应变电测方法,得到弹条在不同扣压力下各测点的等效应力。结果表明:不同扣压力作用下弹条最大等效应力均在弹条跟端位置,且在扣压力为12 k N时弹条跟端等效应力超过弹条的抗拉强度,但由于预压和抛丸工艺对弹条表面的强化作用,不会导致弹条失效。     

地铁用e型弹条异常断裂原因分析

材质为60Si2Mn的某e型弹条进行疲劳试验时,当循环次数仅为60万次时发生断裂。为查找断裂原因,对e型弹条断裂处的形貌、能谱、金相组织、硬度和化学成分等进行分析。分析结果表明：由于弹条原材料表面存在拉伤沟和夹杂物,在疲劳试验过程中受高应力交变载荷的作用,在弹条拉伤沟处产生应力集中,并逐渐形成微裂纹。同时,由于回火马氏体的存在,导致形变过程中产生位错塞积,形成高应力区,加快裂纹扩展,最终导致弹条在较短时间内断裂。     

W型弹条参数化建模方法及应用

针对几何形状复杂的W型弹条提出了一种参数化建模方法.根据弹条的正视图与展开图中的几何参数推导出右肢轴线及中肢轴线方程,利用对称性可得到整个弹条的空间三维轴线方程,并确定方程中的10个弹条基本参数.为了简化弹条建模过程,利用MATLAB软件编制弹条空间轴线参数化建模程序TTCSH.通过将TTCSH程序计算的弹条轴线俯视图...     

高速铁路用W1型弹条几何参数优化研究

研究目的:弹条是轨道扣件系统的核心部件,其结构设计、性能分析、参数优化一直是研究人员探索的课题。本文以高速铁路用W1型弹条为对象,采用试验设计方法,研究其几何尺寸参数对弹条性能的影响规律及显著程度,并进行参数优化研究,对弹条设计具有一定意义。研究结论:(1)影响W1型弹条结构尺寸参数有11个,影响其服役性能最显著的5个参数分别是:弹程T、直径d、拱跨L0、展开图b2、展开图R2;(2)国内ω型弹条的主要变化在于增大弹程T、直径d和L0,福斯罗弹条更多的在于减小b2,增大R2,进一步提升了弹条性能;(3)通过响应面优化设计,在弹程T和直径d保持不变的前提下,弹条性能的最优条件:L0为80.12 mm,展开图R2为26.03 mm,展开图b2为32.79 mm。经计算校核,扣压力为10.049 kN,最大应力为1 298 MPa,优化指标W为0.156,扣压力增加,最大应力也增大了一些,但用料更省,优化指标增大,性能得到了提升,优于原有W1型弹条;(4)采用试验设计方法,通过参数的协调变化可以寻求满足弹条设计要求的最优参数组合;(5)该研究成果可为同类型弹条结构的优化设计提供借鉴。     

高速铁路无砟轨道扣件弹条失效标准研究

首先分析了影响弹条失效的主要因素弹条扣压力。然后根据扣压力与钢轨纵向阻力和钢轨倾翻量的关系,分别计算出钢轨纵向阻力在限制工况下和钢轨倾翻工况下弹条扣压力的限值。再进一步结合弹条的关键参数,并考虑在现场可以简单快捷检测,将弹条的弹程和直径作为弹条失效的判定指标,其中弹程的限值为9 mm,直径的限值为12.5 mm。最后通过对失效弹条进行的钢轨纵向阻力试验和组装疲劳性能试验以及对现场服役弹条的抽测,验证了所提弹条失效标准是合理的。     

脉冲荷载激励下扣件弹条扣压力检测方法

为了更准确检测出高速铁路扣件弹条扣压力不足,提出了利用脉冲荷载激励下扣件弹条模态特征来快速无损检测扣压力的方法。通过对不同扣压力状态下的扣件弹条进行力锤激励试验,获得相应的弹条模态参数,进而得到扣压力与弹条固有频率的对应关系,最后通过测试弹条模态频率推算出其扣压力。结果表明：标准安装状态下的WJ-7型扣件弹条在0～1 200 Hz内共有两阶模态,分别为781.60、922.86 Hz;移动激励点得到的加速度导纳值有差异,但固有频率相同;不同扣压力下弹条第1阶模态振型特点主要为两侧肢的垂向振动,后肢承受较大扭矩;扣件弹条扣压力与弹条第1阶频率基本呈线性关系,实际线路中可通过测试弹条固有频率来得到扣压力。     

基于声振互易法的铁路扣件弹条模态试验研究

在铁道车辆的安全运行中,部分路段的轨道扣件系统的折断率比较高,因此掌握轨道扣件弹条的模态参数对减少弹条折断率,提高铁路运营安全性是十分必要的。首先介绍利用基于声振互易法进行模态测试的基本原理,然后利用加速度传感器和声传感器分别对弹条进行测试,得到加速度传感器的附加质量,使弹条各阶固有频率降低3%左右,对于类似扣件弹条这样的小阻尼结构,较小的频率变化会引起较大的频响函数幅值变化,并且通过后续的现场实验对比得到,利用声振互易法对现场弹条的模态测试不会受到钢轨的辐射噪声干扰,可以有效消除接触式传感器附加质量对弹条扣件小阻尼结构模态参数影响,因此得到的实际弹条扣件测试结果更加准确客观。     

基于边界约束刚度参数优化的轨道扣件弹条防断裂设计方法

为了研究弹条服役状态下模态频率与波磨激励频率一致引发的共振断裂问题,建立潘得路FC快速弹条有限元简化模型,通过以弹簧为边界条件模拟弹条不同部位的约束,分析其模态频率随约束刚度的变化规律,提出基于弹条约束刚度参数优化的防断裂设计方法。结果表明:弹条扣压端垂向约束刚度(150～450 N/mm)对弹条第一、三阶模态频率(400、900 Hz)有显著的正相关作用,并对第三阶共振峰幅值有明显影响;弹条后跟下部径向约束刚度(400～1 600 N/mm)的变化,引起弹条第二阶模态频率(660 Hz)的变化,两者呈现正相关关系,同时对弹条第二阶共振峰幅值也有显著影响。弹条第二、第三阶模态频率为危险频率,防断裂设计时应重点考虑。     

浅述双趾弹条扣件及其养护维修

本文简述双趾弹条扣件的设计参数，并对设计与试验情况作了概要介绍，对养护维修工作提出了技术要求。     

铁路扣件用弹条表面机械镀层组织和性能的研究

重点对铁路扣件表面机械镀锌层组织和性能进行研究,介绍了以60Si2Mn弹簧钢为基材的W1型弹条样品制备工艺流程、测试项目及方法,分析了测试结果,为弹条的防腐处理性能提供依据.     

国家铁路局关于发布铁道行业标准的公告 国铁科法[2018]106号

正(技术标准2018年第16批)国家铁路局批准发布铁道行业标准TB/T 1495.2—1992 《弹条I型扣件弹条》、TB/T 3065.2—2002《弹条II型扣件第2部分:弹条》和TB/T 2626—1995《铁道混凝土枕轨下用橡胶垫板技术条件》修改单,修改内容自发布之日起生效。附件:1.TB/T 1495.2—1992《弹条I型扣件弹条》第1号修改单2.TB/T 3065.2—2002《弹条II型扣件第2部分:弹条》第1号修改单3.TB/T 2626—1995《铁道混凝土枕轨下用橡胶垫板技术条件》第1号修改单     

高速铁路扣件弹条断裂失效原因分析

对相同批次的3件不同编号的W1型弹条,通过检测硬度、观察断口形貌和SEM分析、金相组织分析及脱碳层检验等方法,对其断裂失效原因进行分析。结果表明,W1型弹条断裂失效的主要原因是由于服役环境中含有腐蚀性Cl和S元素,同时原材料内部存在较大尺寸的非金属夹杂物,使其表面的锈蚀坑成为应力集中点,引起疲劳断裂,致使弹条过早失效。     

地下线及高架线通用无螺栓e型弹条的研制

根据地铁扣件弹条的技术应用及发展趋势,以国内应用成熟的两种无螺栓e型弹条为基础,采用有限元分析方法,设计一种可同时用于地铁工程地下线及高架线的16无螺栓e型小阻力弹条。结果表明,不仅可减少地铁工程的扣件设备类型,而且弹条的材料用量及最大应力水平比现有产品均有所降低。目前该弹条已进行试制,并通过500万次疲劳试验的检验。     

锤击固有频率法弹条扣压力无损检测仪研发及应用

针对铁路服役弹条实时扣压力不能定量检测问题，研究弹条扣压力激振频率采集测试技术，提出利用弹条扣件系统结构应力与固有频率的关联特性进行弹条扣压力检测方法。对服役弹条Ⅱ型扣件各阶模态和振型进行有限元分析，得到振动传感器最佳布设方向及位置；开展基于弹条在不同激励强度下的响应分析，提出锤击装置锤击力、方向及位置方案。研制弹条扣压力无损检测仪，阐述检测仪硬件主体构成和软件系统功能。通过开展实验室环境下声响与振动传感器采集固有频率对比试验，初步验证了检测仪具有较好的应用效果与推广前景。     

高速列车用扭转臂脱碳层控制方法研究

介绍了高速列车用扭转臂产品对脱碳层的技术要求,分析某型扭转臂产品表面脱碳层形成的主要原因,并总结其表面脱碳层形成的规律,研究出脱碳层控制新工艺。经优化后的锻造工艺和热处理工艺能使高速列车用扭转臂产品脱碳层满足其技术要求。