铁路货车轮对轴承裂损故障分析

针对某型号铁路货车轮对轴承外圈发生裂损的故障,对轴承套圈整体进行了宏观断口观察、化学成分检测、金相观察和非金属夹杂物检查,同时进行了轴承受载后的有限元分析,得到了轴承内部的接触应力分布情况.分析结果表明,轴承和承载鞍表面接触情况不正常,承载鞍表面有凸起硬点与轴承外圈接触,在接触面局部产生较大接触应力,使轴承外圈表面变形...     

速度对含夹杂物动车车轮轮辋疲劳寿命影响的研究

动车车轮轮辋疲劳裂纹常起裂于夹杂物聚集区,大尺寸的夹杂物聚集将会对其疲劳寿命产生影响。通过动力学仿真及有限元仿真结合材料疲劳试验确定了不同速度下含夹杂物车轮轮辋的概率疲劳寿命的方法。为了预估不同速度下含夹杂物动车车轮轮辋疲劳寿命,以CRH5型动车车轮为研究对象,建立了车辆动力学模型和含夹杂物的轮轴有限元模型,得到不同速度下车轮的随机载荷时间历程和危险部位的应力-时间历程,基于不同置信度和存活率下的S-N曲线和Miner准则对含夹杂物动车车轮轮辋进行疲劳寿命预估。结果表明:在相同的置信度和存活率下,随着速度的提高,含夹杂物车轮轮辋疲劳寿命会明显缩短;在相同的速度和置信度下,随着存活率的提高,含夹杂物车轮轮辋疲劳寿命会明显缩短;在相同的速度和存活率下,随着置信度的提高,含夹杂物车轮轮辋疲劳寿命会明显缩短。     

空心和实心车轴微动磨损行为的对比研究

建立轮轴过盈配合部位的微动磨损有限元仿真模型,研究磨损轮廓随载荷循环周次的变化,对比分析空心与实心车轴微动磨损行为及其对接触参量的影响。仿真结果表明:车轴配合边缘的应力集中程度由于微动磨损而缓解,新的应力集中位于磨损与未磨损的过渡区域;磨损区域随着循环周次的增加而增加,导致应力集中远离轮轴配合边缘;在靠近配合边缘的区域,空心车轴的滑移幅值大于实心车轴,导致空心车轴的微动磨损大于实心车轴。     

载荷对D2车轮钢滑动磨损表层微观组织和性能影响

目的 研究滑动磨损条件下,载荷变化对D2车轮钢表层微观组织和磨损性能的影响。方法 利用MRH-30(环块)滑动摩擦磨损试验机进行滑动磨损试验。使用金相显微镜(OM)、场发射扫描电镜 (SEM)、X射线衍射仪(XRD)和场发射透射电镜(TEM)等设备,分析滑动磨损后表层微观组织、表面磨损形貌和硬度变化。结果 不同载荷条件下,随着磨损时间的增加,轮轨试样磨损量逐渐增加。200 N载荷条件下,(环状)车轮试样的磨损量大于100 N车轮试样磨损量,但200 N钢轨(块状)试样的磨损量却低于100 N钢轨试样。滑动磨损后,在不同载荷条件下,车轮试样表面主要形成长条状白层和不连续的月牙状白层。在200 N载荷条件下,由于车轮试样的磨损量较高,其白层厚度和表面白层硬度都小于100 N载荷条件下的车轮试样。在200 N载荷条件下,车轮试样表面更易形成不连续的月牙状白层。由于轮轨试样表面存在微凸体,高载荷会加速车轮试样表面局部微凸体发生严重塑性变形,导致月牙状白层的形成。在白层内片状渗碳体发生明显溶解和铁素体晶粒显著细化。结论 车轮表面白层对磨损性能有明显影响。滑动磨损过程中,高载荷条件下,月牙状白层和周边微观组织界面易形成裂纹,裂纹会逐渐沿着界面向内部扩展,导致不连续月牙状白层发生剥落,降低车轮试样表面的硬度,加速车轮试样磨损。另一方面,高载荷会加速无白层区域塑性变形,导致其形成棘轮失效,从而加速磨损。     

铁路货车补焊前从板断裂分析

为保证铁路货车车钩缓冲装置前从板的安全性,用EDS能谱、金相分析、力学性能测试等手段,探讨前从板断裂原因。结果表明:由不合格焊补修复工艺造成焊缝魏氏组织严重,在冲击载荷作用下从板表面焊缝组织萌生裂纹,裂纹沿先共析柱状铁素体扩展,到一定程度后到达从板,大载荷条件下瞬间断裂。     

电弧喷涂铁基非晶涂层摩擦磨损性能分析

采用电弧喷涂技术在低碳钢基体上制备Fe-（Cr,Ni）-（C,B）系非晶合金涂层。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜和差热分析仪对涂层的相组成、微观组织和热稳定性进行了分析,用MRH-3型高速环块磨损试验机研究涂层的干摩擦磨损行为.结果表明,涂层中含有一定量的非晶相,呈典型的热喷涂层状组织结构,孔隙率较低;涂层具有良好的热稳定性,在500℃以下使用不会发生晶化转变;涂层具有较高的显微硬度和优异的摩擦磨损性能,平均显微硬度为1 155 HV0.1,相同试验条件下,涂层的相对耐磨性能约为Q235钢的13.3倍,涂层的磨损机制主要以疲劳磨损为主.     

过盈量和套管长度对EA4T车轴钢微动疲劳行为的影响及其微动疲劳极限的预测

高铁EA4T钢车轴与轮毂配合边缘部位微量的相对滑动往往导致该位置发生微动磨损,严重损害了车轴的疲劳性能和列车安全性。采用轴/套管试样模拟车轴/轮毂结构,研究了过盈量(0.01、0.02和0.03 mm)和套管长度(10 mm和15 mm)对EA4T钢室温微动疲劳性能的影响规律,应用有限元计算了轴/套接触区的压应力分布,提出了基于车轴/套管过盈配合处摩擦力的微动疲劳极限的预测公式。结果表明：随着过盈量增加或套管长度减小,轴与套管接触区边缘处的径向压应力和轴向摩擦力增加,EA4T钢的疲劳极限下降了17.1%～28.6%;接触区边缘产生氧化铁磨屑,促进疲劳裂纹多源萌生。微动疲劳极限的预测公式为σ_1WF=σ_-1-αμP。     

铁路轮对用轴承外圈开裂失效分析

某型铁路轮对用轴承在运行约6×105 km后发现轴承外圈开裂,采用化学成分分析、金相检验、硬度测试以及断口分析等方法对轴承外圈开裂原因进行了分析。结果表明:该轴承外圈开裂主要是因为其外表面在环境腐蚀性介质作用下产生腐蚀坑,形成缺口效应和应力集中,在机械应力和残余应力的作用下,腐蚀坑处萌生微裂纹并不断疲劳扩展,最终导致轴承外圈开裂失效。     

铁素体不锈钢中铜析出相的长大和晶体结构演化规律研究

为研究铁素体不锈钢中铜析出相的析出过程和晶体结构演化规律,采用原子探针层析技术(APT)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)观察了铜析出相的长大过程.结果显示:随着时效时间的延长,富铜相尺寸增大,数量密度降低,析出相形状由最初的球状转化为椭球状,最后成为杆状.析出相长大曲线可以拟合为(r-)t = 2.45t1/3-4...