高锰钢辙叉与碳钢钢轨闪光焊接工艺的有限元模拟研究

高锰钢辙叉与碳钢钢轨的高质量焊接是铁路全线无缝的技术关键。闪光焊接工艺对辙叉焊接质量有重要影响,本文利用DEFORM有限元模拟软件对高锰钢辙叉与碳钢钢轨添加中间焊接材料的闪光焊接过程进行模拟,观察焊接工艺中保压阶段时间与焊接材料长度对钢轨钢一侧温度的影响,并根据实际焊接条件下的温度变化对模拟结果进行验证。研究结果显示,当焊接材料长度为25 mm时,若保压时间为10 s,钢轨钢一侧最高温度达732℃,超过了钢轨钢的Ac1温度点,容易导致钢轨钢一侧冷却过程中产生马氏体;而当保压时间为3 s时,钢轨钢一侧的最高温度为668℃,与实际焊接结果较为接近,满足钢轨钢温升不超过Ac1温度点的要求。从改变焊接材料长度的模拟结果看,保压时间为3 s时,当焊接材料总长度超过25 mm,整个焊接过程钢轨钢温升都不会超过Ac1温度点。     

钢轨残余应力试验与分析

钢轨残余应力是由于钢轨在轧制、焊接、淬火及运营过程中受外力,温度等作用而造成的内部固有应力。它影响钢轨的使用寿命。我们对我国铁路上大量使用的各种钢轨(包括新的50、60公斤普通标准轨、焊接轨、淬火轨以及在线路上使用一段时间以后的旧轨),做了钢轨表面及内部的纵向残余应力测定。本文总结了试验结果,并对各种钢轨的残余应力初步地进行了理论分析;在指出钢轨残余应力与疲劳断裂关系的同时,从残余应力角度分析了钢轨疲劳核伤的形成;从调整钢轨残余应力分布、减少残余拉应力,延长钢轨使用寿命的角度,对钢轨焊接、淬火工艺提出了一些改进意见。本项科研试验工作是在北京铁路局焊轨队及上海铁路局工务工厂的大力协作和支持下完成的。     

钢弹簧浮置瓶道床钢轫焊接工艺研究

随着我国城市轨道交通的大力建设,钢弹簧浮置板道床以其优越的减振、减噪性能在北京、上海、天津、广州、杭州等城市地铁建设中得到了应用与发展。钢弹簧浮置板道床具有很大的优越性,但其独特的截面形状却为钢轨焊接施工带来了困难。通过设计专用夹具、制定可行的施工工艺,保证了焊接质量,为同类道床钢轨焊接施工提供了借鉴经验。     

U75V焊接接头三维轮轨滚动接触有限元分析

由于焊接区材质的非均匀性,钢轨焊接接头一直是钢轨伤损的频发区域,通过分离式霍普金森压杆实验获得了U75V钢轨在不同应变率下的应力—应变曲线,确定了Johnson-Cook冲击动态本构模型材料参数,建立了含焊接接头的轮轨滚动接触有限元模型;对钢轨焊缝区、热影响区和母材区的接触压力、等效应力和等效塑性应变进行了有限元分析.结果显示:在轮轨滚动接触过程中,焊接接头热影响区最大接触压力相对于相邻区域较小,与其他区域交界处产生明显的应力集中,其等效塑性应变最大处位于钢轨次表层,焊接接头的等效塑性应变大于母材,轴重的变化对焊接接头最大接触压力和等效塑性应变的影响较小;随着行车速度增大,热影响区域最大接触压力和焊接接头等效塑性应变均逐渐增大.     

城轨多区间绝缘非均匀情况下钢轨电位与杂散电流建模及分布

城市轨道交通线路涉及面积广、周边环境复杂,在土壤湿度、运营损耗等因素影响下,走行轨绝缘往往存在不均匀的情况,对系统钢轨电位与杂散电流分布产生明显影响.提出轨道绝缘非均匀情况下回流系统建模方法,利用不同的绝缘非均匀情况对回流系统进行分割,并进行精确等效,参与多区间系统潮流计算,根据切面边界参数,计算该情况下钢轨电位与杂散电流分布.基于某实际线路数据仿真分析了多区间不同绝缘薄弱类型以及动态接地情况下钢轨电位与杂散电流分布规律,并进行现场实测验证.研究结果表明:多区间绝缘非均匀情况对钢轨电位与杂散电流分布影响较大,应在钢轨电位与杂散电流控制中予以重视.     

国外无缝线路发展概况

一、无缝线路使用情况早在1915年,欧洲一些国家就在电车轨道上用电弧焊方法把钢轨焊接成100—120米。在二十世纪初,由于炼钢技术和焊接技术还不发达,未能在干线上铺设焊接钢轨。美国在1917年只是在一些平交道口、站线、装煤线以及过磅线上铺设了焊接长钢轨。1924     

高频感应钎焊在钢轨焊接中的应用分析

随着我国高速铁路的快速发展,无缝钢轨的应用也越来越广泛。无缝钢轨都是通过焊接的方式将标准的钢轨连接成所需要的长度,而焊接质量直接关系到无缝钢轨的质量,从而进一步影响到高速列车的行车安全。传统的焊接方法有很多种,适用于无缝钢轨的焊接方法也在不断的发展阶段,寻求一种适合无缝钢轨要求的高效、高质量的焊接方法一直是专业技术人员努力的方向。通过分析高频感应钎焊工艺的特点,得出高频感应钎焊在钢轨焊接中应用的优势。     

基于海上油田低产井回流补液参数优化

在海上油田低产井采用电潜泵举升过程中,电机温度过高将导致烧泵.针对于此问题,首先通过实验确定低产井电机烧泵时间,并通过有限元模拟的方法分析低产井井下流体的流动特征及传热规律,同时提出一种应用于电潜泵的回流补液方法.研究结果表明:在油井产量较低的条件下,流体温度对于电机温度影响不大;由于动液面低于泵吸入口,流体携热能力下降发生烧泵事故,电潜泵泵寿命最少减小为原有的0.21倍;采用回流补液方法后,温度平均降低130℃,电机温度处于安全温度范围内,说明回流装置具有很强可行性;回流通道尺寸在3～4 cm时,回流量最大,相应的电机温度也为各尺寸中最低.     

论西安地铁一号线单轨条式50Hz相敏轨道电路技术原

城市地铁、轻轨车辆段内的列车无机车信号显示，因此其轨道电路的功能仅为列车占用检查。由于西安地铁一号线西咸车辆段内电力机车一般为直流牵引，且牵引回流为单条钢轨，50Hz交流连续式轨道电路需加设滤波器防护，滤波器故障不能保证安全，故轨道电路须采用单轨条回流方式的50Hz相敏轨道电路。现将单轨条式50Hz相敏轨道电路技术原理分析如下。     

论西安地铁一号线单轨条式50Hz相敏轨道电路技术原理

<正>城市地铁、轻轨车辆段内的列车无机车信号显示,因此其轨道电路的功能仅为列车占用检查。由于西安地铁一号线西咸车辆段内电力机车一般为直流牵引,且牵引回流为单条钢轨,50Hz交流连续式轨道电路需加设滤波器防护,滤波器故障不能保证安全,故轨道电路须采用单轨条回流方式的50Hz相敏轨道电路。现将单轨条式50Hz相敏轨道电     

钢轨焊接接头最危险应力确定

采用了车辆 -轨道耦合动力学模型进行焊接接头轮轨动力计算 ,建立了钢轨外形尺寸模型 .结合线路实际条件 ,以此作为参数 ,建立了钢轨焊接接头有限元模型 ,并进行了有限元分析 ,得到了焊接接头弯曲应力分布和钢轨变形情况 .得出的结论是钢轨焊接接头在轨腰和轨底连接处是应力集中的区域 .分析结果和日本新干线无缝线路钢轨焊接接头寿命预测的实验结果吻合     

钢轨接触焊参数选择及常见缺陷分析和防止

钢轨接触焊是一种生产效率高、质量稳定可靠的钢轨焊接方法,在我国也形象的称为钢轨闪光焊,在国内外无缝线路中应用广泛。钢轨接触焊接头质量受设备,钢轨材质,施工环境等诸多因素的影响,工艺参数确定较为复杂。本文通过对钢轨材质可焊性分析．对各种工艺参数对钢轨接触焊过程及接头质量影响的深入研究,结合实际施工,阐述了钢轨接触焊常见缺陷产生的原因及有效防止措施,用于指导无缝线路钢轨焊接,效果显著。     

变速工况下基于WSST的地铁钢轨波磨检测

地铁列车由于制动和启动较为频繁会出现钢轨波磨，对列车运行造成安全隐患，有效地检测变速工况下钢轨波磨的产生有助于提升地铁轨道车辆的安全性和运营舒适性。利用多体动力学仿真软件SIMPACK构建地铁车辆动力学分析模型，并将钢轨波磨仿真信号输入轨道，以获得变速工况下的轴箱加速度数据。针对变速工况下波磨产生的非平稳调频信号，采用优化的同步压缩连续小波变换（wavelet synchrosqueezing transform，WSST）的方法对该数据进行时频分析。通过使用钢轨波磨仿真信号进行分析验证，结果表明本文所提出的诊断方法可以有效对牵引及制动工况下的钢轨波磨进行诊断，实现故障频率的准确定位，且具有较高的频率分辨率以及抗干扰性能，具有一定的普适应用价值。     

轨道参数对无砟轨道振动特性的影响分析

依据弹性支撑块式无砟轨道的力学特征,以及地铁车辆的实际参数,建立了轮轨非线性耦合系统模型.通过对该模型的求解可以得到系统中钢轨和轨枕的竖向振动加速随时间的变化过程,结合快速傅里叶变化的方法,分析了钢轨和轨枕振动加速度在频域中的变化.引入根据人体敏感度进行修正后得到的振动能量指标,对钢轨以及轨枕的振动能量进行量化分析,评价了系统中各个参数对于系统振动特性的影响.结果显示,增加各垫层的刚度和阻尼都能直接导致系统振动能量的减少,其中增加刚度导致振动能量减少的幅度要大.     

MAS150型钢轨精磨机的维护保养与典型故障排除

铁路无缝线路焊接接头外观质量的好坏直接影响到列车运行时速和线路的使用寿命,使用法国MAS150型钢轨精磨机打磨后的钢轨焊接接头的平直度及圆顺度明显优于人工仿型打磨机打磨的钢轨焊接接头。本文根据北京焊轨基地实践的总结,介绍MAS150型钢轨精磨机的特点、维护保养及典型故障的分析排除。     

关于高碳高强合金钢焊接裂纹的控制

针对汕头国际集装箱码头重型钢轨的焊接问题,对高碳高强合金钢中的重型钢轨用常规的手工电弧焊焊接工艺进行了研究。研究表明:通过采用预热、焊后加热和缓冷等多层多道焊接的工艺措施,可提高焊接接头质量,达到了工程设计中钢轨使用性能的要求,焊接质量一次合格率达100%。     

动力电池组汇流排热电耦合数值计算与实验研究

以某电动汽车动力电池模组汇流排为研究对象,提取汇流排的三维数模、工况边界条件以及与电池单体的连接关系,采用热电耦合数值计算方法研究电流大小、对流换热系数以及焊接工艺对汇流排温升的影响规律.为保证数值计算的准确性,采用动力电池组综合测试系统对指定的不同工况进行温升试验测试,试验测试工况条件与数值计算中的边界设置保持一致.研究表明,网格离散、边界条件、电流大小、对流换热系数以及极耳焊接工艺都会对汇流排的温升产生不同程度的影响.针对个别工况下数值计算与试验测试结果误差较大的情况，详细分析误差产生的原因,深入研究因素之间的关联性以及对误差的影响规律,进而对数值计算模型进行修正.最后,设定新工况再次对汇流排进行数值计算和试验测试,运用因素的关联性和对误差的影响规律,数值计算与试验测试结果的误差不超过3.7%.     

钢轨铝热焊缺陷的研究与防止

对钢轨铝热焊接头的断口进行了实验观察与研究,分析了接头断裂形成的原因,认为焊缝外观缺陷与内部微裂纹是导致接头短期服役断裂的主要原因,并在此基础上提出了相应的防止措施.     

地铁曲线段轮轨接触三维有限元分析

建立曲线段地铁线路的轮轨接触三维有限元模型,研究行车速度、曲线半径、轴重、钢轨超高、轮轨接触位置和摩擦系数等因素对轮轨接触状态的影响,结果表明:钢轨最大等效应力先随行车速度的增加而减小,且一旦行车速度超过设计速度,等效应力就随之增大;改变钢轨的曲线半径和超高不会影响最大等效应力谷值的变化,但轴重的增加会使等效应力的谷值升高;曲线半径和超高的增加或速度的降低,将会导致接触位置为靠近轮缘一侧工况下的钢轨最大等效应力下降,远离轮缘一侧工况下的钢轨最大等效应力上升;不同摩擦系数因数下的钢轨最大等效应力变化不大。     

曲线钢轨波磨打磨方法

在研究地铁波磨成因机理基础上,调研分析了现有打磨手段特点和局限性,提出了一种新型的简易打磨方法,实现了更精准和有效的快速打磨.研制了自动化便携式多轮组打磨装置,在地铁线路上进行了打磨试验,并对地铁线路曲线钢轨波磨区段进行了添乘车厢振动和噪声测试以及波磨数据的精确测量.打磨前后的测试数据和波磨测量数据表明,打磨后的线路车辆车厢振动明显降低,打磨前出现的啸叫声完全消失,噪声明显减弱,表明所研制的打磨机对曲线段的钢轨波磨能进行有效治理,打磨效果和效率优于传统的打磨方法和装置.