复杂环境下高速列车动态行为数值仿真和运行安全域分析

简要介绍中国高速铁路网的发展规划.列举全世界高速铁路在过去运营过程中出现的几次重大脱轨事故并分析其原因,将这些导致列车脱轨的因素定义为列车运行的复杂环境状态.综述复杂环境下列车安全运行的研究现状和建模方法.简要讨论几种传统的脱轨评价准则,并改进基于轮轨几何接触状态的脱轨评价准则.提出一种研究复杂环境下高速列车安全运行的...     

微动图在抗微动失效中的应用

本文详细介绍了微动运行机制和破坏特性的二类微动图;运行工况微动图由部分滑移区、混合区和滑移区组成;材料响应微动图可分为轻微损伤医、裂纹区和表面磨损区。进一步研究证明微动破坏与微动区域有密切关系。其次,从微动图的角度出发,结合实际经验和文献研究,作者试图在改变微动区域、增加表面强度、利用润滑、合理选择材料及匹配等四方面对减缓微动破坏提出指导性意见。     

AM60B镁合金在滑移区的微动磨损行为研究

研究了AM60B镁合金在滑移区的微动磨损行为。考察了摩擦因数和磨损体积随循环次数、载荷和频率的变化及磨损表面形貌，探讨了其微动磨损机理。结果表明：AM60B镁合金的微动磨损可分为开始阶段、二体接触向三体接触过渡阶段和稳定阶段3个阶段。在不同的阶段，摩擦因数和磨损体积的变化及磨损机制各有特点；此外，磨损体积随着法向载荷的增加而增大，但随着频率的增大而减小。     

微创手术缝合针刺破组织过程中能量耗散研究

在生物材料试验机上模拟手术的缝合操作,研究了缝合针针尖与肝脏组织的交互作用行为;根据针尖刺破组织前后两个阶段的受力分析,建立了刺破前后两个阶段的能量平衡方程;并基于能量平衡方程和特定的刺入试验,研究不同入刺速率、不同针尖截面形状和直径大小的缝合针对组织裂纹扩散时能量耗散的影响。结果表明,随着入刺速度的增加,针刺入肝脏组织后遇到的阻力增大,裂纹扩散时消耗的能量增加;而在在组织刺破的瞬间针尖受到的刺破力却随着速度的增大呈减小趋势。三角形截面、大直径的缝合针由于具有较大的截面面积,在针刺过程中遇到周围组织的阻力较大,因此产生的刺破力较大,针刺过程中消耗的能量较多。     

水介质对0Cr18Ni9不锈钢微动运行特性的影响

在大气、纯净水、酸性水和海水四种介质中，对0Cr18Ni9钢以两种不同载荷(50N、100N)和不同位移幅值进行微动磨损试验，并建立了运行工况微动图。结果显示：水介质改变了微动运行的区域，部分滑移区变小，而混合区和滑移区向小位移方向移动，并表现出明显的润滑作用；水介质降低了微动摩擦因数，降低效果从高到低依次为海水、酸性水和纯净水。     

四环素牙摩擦磨损行为的研究

在往复滑动摩擦磨损试验台上以钛合金为对磨材料,考察了不同染色程度四环素牙的摩擦学性能,并与正 常恒牙进行了比较。结果表明:轻度四环素牙的摩擦磨损行为接近正常恒牙,磨损以擦伤和轻微犁削为主;重度 四环素牙的摩擦系数变化波动较大,稳态值较高,磨斑表面呈现显著犁沟和剥落,摩擦学特性逊于正常恒牙。四 环素牙的耐磨性随其染色程度加深而降低。     

预塑性应变对纳米压痕硬度尺寸效应的影响

试验研究了不同预塑性应变条件下纯铁纳米压痕硬度的尺寸效应,发现统计存储位错对应的硬度HM0随预塑性应变的变化与材料拉伸应力－应变曲线有很好的对应关系。纯铁预拉伸应变为0～10%时,透射电镜表明样品内位错组态呈等轴状位错胞。随应变的增加,位错密度急剧增加,导致拉伸应力从150 Mpa快速增至320 Mpa,统计存储位错对应的硬度HM0从1.13 Gpa迅速增至2.05 Gpa。然而,随着应变的进一步增加,纯铁样品内位错组态转变为细条状的变形胞,对应的拉伸应力和硬度HM0增长缓慢。研究有助于揭示纳米压痕硬度尺寸效应的起源。     

60Si2Mn钢复合微动磨损行为的研究

采用球／平面接触,研究了60Si2Mn钢在两种倾斜角(45°和60°)、三种载荷(Fmax=200 N、400 N、800 N)和恒定加载速度(6 mm／min)下的复合微动磨损行为。在详细分析该微动接触条件下的动力学特性的基础上,结合光学显微镜和激光共焦扫描显微镜对磨痕的分析,探讨了不同阶段的微动过程和机制。根据F-D曲线的三种形状,60Si2Mn钢的复合微动运行过程划可划分为三个阶段。第1阶段的磨损以滑移为主,第Ⅱ、Ⅲ阶段的颗粒剥落均按剥层机制进行,但损伤程度明显不同。     

摩擦振动引起的波状磨耗的试验研究

采用销-盘摩擦试验装置模拟轮轨之间的接触应力,研究轮轨间的波状磨耗(简称波磨)问题.通过测量试验过程中摩擦振动信号及试验后的摩擦表面轮廓,研究摩擦振动和摩擦表面波磨间的关系.结果显示,摩擦振动容易引起摩擦表面波磨,且波磨的波长大致等于滑动速度和摩擦振动周期的乘积.     

0Cr20Ni32AlTi合金的高温微动磨损及摩擦氧化特性(英文)

在300和400℃、载荷80N的条件下,将0Cr20Ni32AlTi合金以水平垂直交叉接触方式进行微动磨损试验,并采用SEM和XPS对磨痕及磨屑进行分析。结果表明:当位移幅值为10和20μm时,微动分别对应于混合区和滑移区,且材料表面均发生严重的磨损和摩擦氧化。微动过程产生大量颗粒状磨屑,经往复碾压后易粘附、聚集于接触区。摩擦氧化反应的生成物主要由Fe3O4、Fe2O3、Cr2O3和NiO等组成。温度和摩擦作用是影响磨屑氧化转化反应速率的主要因素。微动摩擦作用可以增加0Cr20Ni32AlTi合金表面原子的氧化反应活性并降低氧化反应的活化能,从而加快磨屑氧化转化反应的速率。