残余应力对钢轨焊接接头落锤试验性能的影响

对钢轨窄间隙电弧焊接头热处理前后的残余应力分布进行了测量和比较,结合落锤试验结果和断口形貌,分析了焊接残余应力对钢轨接头落锤试验性能的影响.结果表明,热处理前,钢轨接头的轨腰和轨颚部位存在较大残余拉应力,在落锤冲击载荷作用下容易形成裂纹源,并沿轨腰向母材延伸、扩展、断裂;热处理后,钢轨接头的残余应力最大值下降1/2~2/3,抗冲击载荷能力显著提高,落锤试验时的钢轨接头沿焊缝中心或热影响区垂直断裂.钢轨接头存在较大残余应力时,在落锤冲击载荷作用下,容易在残余应力较大的部位产生裂纹,并加速扩展和断裂.     

起重机轨道窄缝焊接接头性能的有限元分析

窄缝焊接工艺利用普通焊接设备实现了起重机大车轨道的焊接,为了较全面反映窄缝焊接接头的性能,通过Timoshenko模型模拟钢轨的方法,计算出带有焊接接头长短波不平顺的轮轨接触参数,并引用赫兹接触理论,建立了基于车辆-轨道藕合动力学和三维弹塑性有限元的窄缝焊接接头应力分析模型,并就该模型进行了分析,得出:纯滚动工况下,载荷作用产生的轮轨最大等效应力和最大等效塑性应变,均出现在轨头表面下深度约4.004 mm处,此处易萌生裂纹;全滑动工况下,最大等效应力和最大等效塑性应变出现在轨头表面,易造成接头表面剥离或表面压溃等不利情况,严重时将影响到起重机行车安全。     

75N U95Cr重载用过共析钢轨气压焊质量研究

在大秦、朔黄等重载铁路线路上,为了更好地满足钢轨高耐磨性的使用需求,攀钢集团研发出了1330 MPa高耐磨U95Cr过共析钢轨,现场焊轨施工亟需可靠稳定高效的焊接工艺.采用GPW-1200数控式气压焊轨机对75N U95Cr钢轨开展了焊接和正火工艺试验研究.结果表明,采用该套工艺参数焊接(第一阶段,乙炔/氧气:111/107 SLM,焊接加热270 s;第二阶段,乙炔/氧气:92/87 SLM,焊接加热90 s)U95Cr接头,硬度满足《试铺试验用高耐磨、高强韧过共析钢轨气压焊接技术条件》要求,落锤、静弯、疲劳、拉伸、冲击、金相及晶粒度满足TB/T 1632.4《气压焊接》要求,气压焊接头性能稳定性、可靠性好,与闪光焊接头性能相当.     

钢轨自保护药芯焊丝自动窄间隙电弧焊工艺及装备研究

无缝线路建设的大范围展开迫切需要性能、质量、生产效率相匹配的原位焊接方法,目前使用最多的为铝热焊和电弧焊.介绍了窄间陈电弧焊在钢轨焊接中的应用,并重点对电弧位置实时检测技术和自保护药芯焊丝自动钢轨窄间隙电弧焊工艺及装备进行了说明.进行接头性能试验,结果表明:采用钢轨自保护药芯焊丝自动窄间隙电弧焊焊接的接头性能良好,完全...     

铝合金多层多道窄间隙TIG焊接头应力场研究

以厚板结构件的焊接及车体焊接的维修为背景,针对7A52铝合金的多层多道焊接力学计算进行研究,采用窄间隙TIG焊方法,通过试验设置合理的工艺参数,建立了厚板铝合金焊接数值模拟的有限元模型,探讨了焊接接头残余应力场的分布规律,并用小孔法对数值法计算的残余应力做了验证。结果表明,对于横向焊接残余应力,焊缝区中部为拉应力,两端为应力值较小的压应力;对于纵向焊接残余应力,以焊缝为中心形成拉应力区。窄间隙TIG焊接头背面焊缝横向与纵向应力均为拉应力。数值法计算的结果与小孔法实测结果无明显差异,计算结果准确可靠。     

稀土微合金淬火钢轨接触焊焊后热处理工艺及设备

对稀土粹火钢轨接触焊焊后采用中频感应加热,轨头压缩空气社会火,其他部位正火的热处理工艺。研制了适合于该钢种的加热感应器和高速吹风冷却等装置。通过热模拟试验选择了合理的焊后热处理工艺参数,恢复了轨头强度和硬度,并大幅度地提高了焊接接头的韧塑性和综合性能,满足了无缝线路铺设使用要求。     

钢轨窄间隙弧焊焊枪自动纠偏系统

将窄间隙电弧焊接方法用于无缝线路钢轨焊缝的焊接,为满足焊缝两侧壁能够同时熔合,轨底窄间隙焊接采用开环控制的焊枪摆动焊接方式,导致摆动过程中焊丝端部位置出现累积误差.为消除焊枪摆动的累积误差,针对已有工艺特点,采用双视觉传感的焊枪摆动控制方法,通过采集熔池区图像,实时计算焊丝端部的摆动偏差和摆角偏差,并对焊枪摆动进行反馈...     

钢轨焊接接头冲击吸收功统计与分析

统计与分析了U71Mn和U75V系列钢轨接头的室温冲击吸收功性能及规律,系统全面地了解了钢轨焊接接头冲击性能特点,可为焊接工艺制订规范和质量控制提供参考依据。统计与分析结果表明:铝热焊、移动焊、固定焊和气压焊接头冲击吸收功的平均值分别为4,14.1,13.8,14.1 J,铝热焊接头的韧性最差,闪光焊和气压焊相当;不同焊接方法不同系列钢轨(除气压焊外)的冲击吸收功平均值轨头轨底轨腰;气压焊接头冲击吸收功平均值轨底轨头轨腰;轨腰由于脆性夹杂物、疏松、偏析等缺陷原因冲击吸收功最低。U71Mn和U75V系列钢轨焊接接头全断面各部位的冲击吸收功变化规律相似,距离钢轨断面对称中心线越近,冲击吸收功越低。     

加热均匀度对焊接质量的影响

在焊轨生产中,为了稳定焊接质量,从焊接设备角度分析如何保证焊接工艺稳定状态,对于进一步减少或消除焊接缺陷十分重要.以K1000型固定式闪光焊机的电极与钢轨底板接触的契合程度,通过调整电极与钢轨接触面的契合程度,达到标准焊接状态,研究了由此所引发的轨底脚灰斑、轨脚过烧、三角区细小灰斑和未焊合等缺陷数量分布特征,以及对焊接质量的危害规律.结果表明:电极与钢轨的接触状态不良,会导致工艺参数的调整难以获得稳定质量的预期效果,在很大程度上会影响钢轨接头落锤稳定性,应在生产中给予重视.     

厚板常用弧焊工艺的技术和经济特性比较

对厚板结构常用的焊条电弧焊、埋弧焊与窄间隙埋弧焊、传统气体保护焊、窄间隙气体保护焊工艺方法,进行焊接坡口填充面积、焊接生产率、焊接热输入量、焊态焊接接头组织和性能、焊接残余应力和综合焊接生产成本方面的分析和比较。上述工艺方法中,窄间隙气体保护焊具有更高的焊接生产率,焊态接头的承载能力更高,焊接残余应力更低,焊接生产成本大幅度降低40%~80%。     

A mathematical model of rough surface contact characterization in spot welding

0ＩｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎＧｅｎｅｒａｌｌｙ,ｔｈｅｒｅａｒｅｔｈｒｅｅｃｏｎｔａｃｔｓｕｒｆａｃｅｓｉｎｓｐｏｔｗｅｌｄｉｎｇ ,ｔｈｅｕｐ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ/ｓｈｅｅｔｉｎｔｅｒｆａｃｅ ,ｔｈｅｓｈｅｅｔ/ｓｈｅｅｔｉｎｔｅｒｆａｃｅ (ｆａｙｉｎｇｓｕｒｆａｃｅ)ａｎｄｔｈｅｄｏｗｎ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ/ｓｈｅｅｔｉｎｔｅｒｆａｃｅ.Ｏｎｏｎｅｈａｎｄ ,ｔｈｅｃｏｎｔａｃｔｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｔｔｈｅｓｈｅｅｔ/ｓｈｅｅｔｆａｙｉｎｇｓｕｒｆａｃｅｉｓｔｈｅｍａｉｎｆａｃｔｏｒｏｆｔｈｅｏｒｉｇｉｎ…     

新型无银触头材料

采用粉末冶金技术研制了一种新型无银触头材料,该材料的综合性能,如密度、硬度、电阻率、灭弧特性及温度特性与银氧化物触头材料接近.当新型无银触头材料的相对密度与银氧化物触头材料的相对密度相同时,两者电阻率相当,而其硬度高于银氧化物触头材料的;温升和通断能力试验结果表明:所研制的无银触头在许多应用领域中,如在电力机车上可替代银氧化物触头材料.实验表明:该材料的相对密度大于98%,硬度(HB)大于950 MPa,电阻率小于2.78 μΩ·cm.     

固/液界面润湿性对线接触油膜润滑的影响

目的 优化表征固/液界面的表征参数。方法 应用AF和FAS修饰柱面滑块以获得不同润湿性的表面,并测量PEG200、150N和PAO6三种润滑油在AF、FAS和SiO2表面上的接触角、接触角滞后以及三种表面的表面自由能。通过对线接触润滑油膜厚的测量,评价固/液界面润湿性与油膜厚度的关联性。结果 润滑油为PEG200或150N时,在SiO2/SiO2接触副产生的油膜厚度高于SiO2/FAS接触副,而且接触角越小,油膜厚度越大;接触角滞后越大,油膜厚度越大。PEG200、150N和PAO6润滑油分别在SiO2/SiO2和SiO2/AF同一接触副时,呈现出几乎相同的油膜厚度。此时,接触角滞后与油膜厚度的关联性优于接触角。此外,润滑油在AF表面测得的接触角最大且接触角滞后最小,但产生的油膜厚度最大,该现象可以归因于油膜承载力/厚度与界面强度的非单调性。结论 在线接触流体动压润滑条件下,固/液界面的润湿性能够影响油膜厚度。界面表征参数接触角和接触角滞后,与油膜厚度的关联性都存在一定的局限性,但相对而言,接触角滞后的范围更大。AF界面特性与油膜厚度的关系,证明了疏油表面可以具有较好的成膜能力。     

Failure characteristics of Ag-SnO2 contact material in AC level

The failure characteristics of the contact material Ag-SnO2 were investigated by X-ray diffraction（XRD）,scanning electron microscopy（SEM）,and X-ray energy dispersive spectroscopy（EDS）.Phase analysis showed that there were Ag,SnO2,and Sn on the contact surfaces at the time of failure under the load condition of 30 A and 220 V（AC）,which means that SnO2 decomposed in service.When the contacts were tested under airproof ambient condition,half-spherical bulges came into being on the contact surfaces,which resulted in early failure and dispersive characteristics.But half-spherical bulges were not found when the contacts were tested under open ambient condition.The temperature change of the contacts during the life testing under airproof ambient condition was different from that under open ambient condition.     

压力对碳纳米管-银-石墨复合材料接触电压降的影响

采用粉末冶金法制备碳纳米管-银-石墨复合材料电接触材料,在带电状态下（10A／cm^2）,研究了压力对碳纳米管-银-石墨复合材料接触电压降的影响,结果表明：当压力较小时（10N／cm^2,5N／cm^2）,由于电刷的跳动产生火花,导致复合材料接触电压降较大;随压力增加,复合材料电刷和换向器的实际接触面积增大,接触电阻减小,电刷的接触电压降下降;由于碳纳米管的研磨作用,阻止了润滑膜随磨损时间延长而增厚,使电刷的接触电压降维持在一个较稳定的数值上。     

表面粗糙峰坐标点云重构的金属-橡胶接触分析

目的 通过金属-橡胶微观接触面粗糙峰坐标点云重构,建立外部载荷与接触面积、微观接触状态之间的联系.方法 基于粗糙表面的自相关函数和高斯分布函数,获得金属-橡胶粗糙接触面数据点云坐标,利用ANSYS APDL方法,建立金属-橡胶接触模型,对两种表面粗糙度(分别为1.6μm和3.2μm)的4种接触情形进行有限元接触分析,确定模型的可靠性.结果 随着外部载荷的增加,经数据点云重构后的粗糙表面,其接触面积呈非线性增加.载荷较小时,外加载荷每增加0.1 MPa,接触面积增加约6％;大载荷时,外加载荷每增加0.1 MPa,接触面积增加约1.5％.接触状态中,滑移占比为12％左右,近场和粘着呈完全相反的变化趋势.结论 随着外加载荷的增加,界面的真实接触面积呈幂指关系增加.同一载荷下,真实接触面积随表面粗糙度的增加而减小;随着外加载荷的增加,界面间的接触状态由近场接触向粘着接触转变.接触面积和粘着状态是界面间磨损粒子的分布范围和大小的确定因素,对于准确描述载荷传递和随之发生的磨损过程有着重要意义.根据橡胶表面的应力分布和变形情况,解释了粘着接触状态促使橡胶一侧微凸体脱落成为磨损颗粒,证明磨粒磨损是刚柔接触界面的主要磨损形式.     

AgCuO电触头材料的接触电阻及电弧侵蚀形貌分析

采用原位反应合成法制备CuO含量为10%的AgCuO电触头材料,使用接触电阻参数测试仪对试样在不同电流条件下开闭次数与接触电阻的关系进行研究,并通过扫描电镜对试样的阴/阳极表面微观形貌进行电侵蚀特性分析。结果表明,低电流条件下AgCuO电触头材料的接触电阻基本都是先升高,然后在某一开闭次数时急剧下降,最后基本趋于一定值,且AgCuO电触头材料接触电阻会随着试验电流的增加而逐渐降低;当电流达到25A时,AgCuO电触头材料的接触电阻最低,且随开闭次数的增加其接触电阻变化不大,材料的接触电阻表现出极佳的稳定性。电弧侵蚀后的形貌分析发现,阳极表面呈凹凸状,并有气孔和裂纹,而阴极表面呈现浆糊状尖峰结构。     

粗糙表面弹塑性加卸载多级接触模型

真实工程表面在微观尺度上都是粗糙的,它们之间的接触实际上是表面微凸体的接触,粗糙表面间的接触行为对接触部件的真实承载能力、摩擦磨损等性能都有重要影响,研究工程表面间的真实接触行为是摩擦学研究的主要内容之一。采用最小均方误差法得到表面轮廓抛物线拟合曲线,在最大限度近似原始表面轮廓的同时,该方法能够更好地适用于微凸体弹塑性接触加卸载模型。通过单个微凸体上的支承载荷将总体级别模型和微凸体级别模型相联系,建立粗糙表面多级接触加卸载模型。以柱面与平面接触为算例,将接触区域视为与圆柱母线平行的离散线条集合,得到微凸体法向变形量和粗糙表面真实接触面积,该模型可用于分析粗糙表面弹塑性加卸载的真实接触行为。     

叶片表面微细观结构对润湿性的影响

目的 探究叶片表面微细观结构对其润湿性的影响因素,以及控制机理。方法 以银杏（Ginkgo biloba,G. biloba）、二乔玉兰（Magnolia soulangeana, M. soulangeana）和二球悬铃木（Platanus acerifolia, P. acerifolia）3种处于落叶期初段的叶片样本为研究对象,测量3种叶片正背面的接触角,结合环境扫描电子显微镜图像,对比分析不同叶片正面和背面微细观结构及其对接触角的影响。结果 实验结果表明,落叶期初段银杏、二乔玉兰和二球悬铃木叶片正面均表现出弱亲水性,接触角分别为54.40°～66.80°、57.93°～74.87°、55.73°～82.23°。在银杏叶片背面,无论是顺纹理还是逆纹理方向,均表现出疏水特征,顺纹理方向的接触角为122.63°～135.10°,逆纹理方向的接触角为103.03°～134.13°。二乔玉兰和二球悬铃木的背面为中性润湿,接触角分别为82.87°～96.37°、90.50°～97.47°。结论 不同类型叶片的表面微结构显著不同,同种类型叶片正背面微结构也表现出较大差异。3种叶片背面接触角均...     

基于液压胀形的三叶等距型面装配式凸轮轴的接触有限元分析

采用一种非圆的异形凸轮孔截面(即三叶等距型面)的凸轮,通过Pro/Engineer对装配式凸轮轴的零部件进行建模并完成组装,然后利用ABAQUS对该凸轮轴零部件的液压连接过程进行模拟,并对凸轮与芯轴在连接过程中的接触状态进行分析,采用了残余接触压力、残余接触面积和弹性回复量来表征其接触状态,并利用统计学的方法对目标曲线进行了拟合,最后,建立了上述3个变量之间的关系。研究表明,随着液压力与轴向进给量的增大,残余接触压力和残余接触面积呈现近线性增长的趋势,而弹性回复量呈现近线性下降的趋势;残余接触面积与残余接触压力呈正相关关系,与弹性回复量呈负相关关系。