铁路道岔尖轨层流等离子表面强化方案优化研究

发布时间：2023-04-23 01:41

　　为降低运行成本、提高运输效率,重载货运已经成为铁路发展的一个重要方向。随着列车轴重的提高,轮轨间的磨耗与损伤问题成为了亟待解决的技术难题,对于铁路道岔尖轨等磨损严重的部件而言,层流等离子表面强化技术是一种对钢轨表面进行淬火改性处理的技术,能提高钢轨表面材料的耐磨损性能,延长使用寿命。因此开展铁路道岔尖轨层流等离子强化技术的相关研究具有重要的现实意义。本文以铁路道岔尖轨层流等离子表面强化方案优化为目的,通过模拟仿真与现场试验结合的方式对层流等离子强化技术在铁路道岔尖轨上的应用进行研究,分析该技术对钢轨材料拉伸力学性能、耐磨损性能及对轮轨接触受力特性的影响,并结合仿真和试验结果提出对应用方案的优化。具体研究结论如下:(1)通过钢轨材料的拉伸试验以及钢轨的静弯试验结果可知,层流等离子强化技术降低了钢轨材料的拉伸力学性能,拉伸强度降低了约30%,但强化处理后的钢轨仍然满足规范对静力弯曲性能的要求。(2)对层流等离子强化尖轨进行有限元仿真分析。强化斑导致了尖轨表面接触应力的重新分布,虽然Von Mises应力在强化斑处大幅增大,但由于屈服强度提高,强化尖轨整体塑性应变水平降低。Von Mises...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 钢轨磨损研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 层流等离子表面强化技术理论
    1.4 论文选题意义及研究内容
第2章 强化钢轨拉伸力学性能分析
    2.1 强化材料拉伸性能分析
        2.1.1 拉伸方案及试样制备
        2.1.2 拉伸结果分析
    2.2 强化钢轨静弯性能分析
        2.2.1 静弯方案与试样制备
        2.2.2 静弯结果分析
    2.3 小结
第3章 强化尖轨三维弹塑性有限元分析
    3.1 三维弹塑性有限元模型
        3.1.1 有限元基本理论
        3.1.2 弹塑性基本理论
        3.1.3 屈服准则与材料参数
        3.1.4 建立有限元模型
    3.2 道岔尖轨动态受力
    3.3 强化尖轨表面接触分析
        3.3.1 动态力作用下轮轨接触计算
        3.3.2 接触应力的函数拟合
        3.3.3 有纵向切向力作用下的接触分析
        3.3.4 移动荷载作用下的接触分析
        3.3.5 不同强化方案的对比分析
    3.4 小结
第4章 强化尖轨磨损与接触疲劳性能研究
    4.1 磨损与接触疲劳试验简介
        4.1.1 试验机简介
        4.1.2 模拟准则
    4.2 试验准备工作
        4.2.1 模拟试验参数
        4.2.2 试验方案及试样制备
    4.3 试样组织形貌观察
        4.3.1 磨损前组织形貌
        4.3.2 磨损后组织形貌
    4.4 各强化方案磨耗量分析
    4.5 小结
第5章 强化尖轨现场试用观测分析
    5.1 强化尖轨基本应用情况分析
    5.2 强化尖轨伤损原因分析
    5.3 小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文



本文编号：3798824