摩擦自激振动引起波状磨耗的试验研究

发布时间：2017-07-29 16:25

  本文关键词：摩擦自激振动引起波状磨耗的试验研究

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【摘要】：当线路通车一段时间以后,铁路钢轨会在其轨顶面的某些部位沿纵向出现具有一定规律性和周期性的类似波浪形状的磨耗,这种现象称为钢轨波浪形磨耗,简称波磨。钢轨波磨是导致钢轨损坏、轮轨振动和噪声的主要原因之一,同时也是轮轨关系的研究难题之一。 本文在销-盘摩擦磨损试验机上进行金属干摩擦试验,研究了摩擦自激振动对盘试件磨痕表面轮廓的影响。通过对盘试件磨痕表面轮廓尺寸的测量,运用功率谱法对磨痕轮廓进行分形表征,计算不同试验条件下磨痕轮廓的分形维数,研究功率谱法分形维数与盘试件表面轮廓的关系。并采用实际轮轨材料进行波磨再现试验,验证波磨的动力类成因。根据以上的试验结果和分析,得到如下结论： (1)摩擦系统自激振动引起摩擦副接触法向力的周期性波动,在法向力大的区域盘试件磨损和塑性变形严重,形成波谷；而在法向力小的区域盘试件的磨损和塑性变形较轻形成波峰,从而在盘试件的摩擦接触面上形成了波状磨耗。 (2)摩擦自激振动引起摩擦功的波动是盘试件产生波状磨耗的主要原因。 (3)盘试件摩擦接触面上波磨的波长近似等于摩擦自激振动的周期与滑动速度的乘积。 (4)盘试件摩擦面波状磨耗分形维数D=1.79-1.92,波状磨损的分形特征显著,且分形维数越大,盘试件表面波状磨耗越严重,波磨波长越长。 (5)盘试件摩擦面波状磨耗分维数随滑动速度、载荷和滑动时间而略有变化。 (6)在相同载荷下,分形维数随滑动速度的增加而增大；在相同转速下,分形维数随载荷的增加而增大；在相同滑动速度和载荷下,分形维数随滑动时间的增加而减小。
【关键词】：波磨 表面轮廓 摩擦自激振动 功率谱 分形维数 波长
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U213.42;TH117
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-23
• 1.1 研究背景及意义11-12
• 1.2 波磨简介12-16
• 1.2.1 波磨的分类12-13
• 1.2.2 波磨的危害及处理方法13-14
• 1.2.3 波磨成因理论综述14-15
• 1.2.4 波磨的影响因素及测试方法15-16
• 1.3 国内外钢轨波磨研究现状16-20
• 1.4 分形几何理论概述20-22
• 1.4.1 分形的概念21
• 1.4.2 分维的测量方法21-22
• 1.4.3 分形的应用22
• 1.5 本文的研究内容22-23
• 第2章 试验设备与方法23-28
• 2.1 试验设备23-24
• 2.2 试验方法和数据测量方法24-26
• 2.3 试件材料26
• 2.4 试验方案26-28
• 第3章 摩擦自激振动引起摩擦面波状磨耗28-37
• 3.1 概述28
• 3.2 试验结果与讨论28-36
• 3.2.1 波磨形成过程及轮廓曲线28-30
• 3.2.2 摩擦振动信号分析30-35
• 3.2.3 波磨形成机理分析35-36
• 3.3 本章小结36-37
• 第4章 实际轮轨材料波状磨耗试验研究37-46
• 4.1 波磨形成过程及轮廓曲线37-39
• 4.2 摩擦振动信号分析39-43
• 4.3 波磨形成机理分析43-45
• 4.4 本章小结45-46
• 第5章 基于功率谱法分维的波状磨耗分形描述46-57
• 5.1 概述46-47
• 5.2 试验结果与分析47-50
• 5.3 分形表征50-55
• 5.3.1 功率谱法计算分形维50-51
• 5.3.2 程序实现51-52
• 5.3.3 分形表征结果52-55
• 5.4 本章小结55-57
• 结论57-58
• 致谢58-59
• 参考文献59-63
• 攻读硕士学位期间发表的论文63

【参考文献】

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本文编号：590057