受电弓滑板和接触网导线材料的现状及展望

概述了电力机车受电弓滑板材料和接触网导线材料研究及其应用的现状,并展望了滑板和导线材料的发展方向:现用滑板主要有碳滑板、铜基粉末冶金滑板和浸金属碳滑板,为了适应铁路高速化发展,减少对接触网导线的磨耗,滑板将向碳纤维、金属纤维、带有润滑功能的金属基和无机非金属基复合材料发展;目前广泛使用的接触网导线有铜银、铜锡、铜镁接触线,将向铜合金化和复合金属化方向发展。     

接触线磨耗问题的研究

随着电气化铁道列车运行速度的提高,弓网间接触力会发生变化,系统会产生自激振动,振动幅度过大会造成受电弓滑板与接触网导线分离,出现离线现象。离线对电力机车牵引供电是非常有害的,不仅会引起机车受流不良,造成机车运行不稳定,加速接触网和受电弓滑板的磨耗,产生无线电信号干扰,损坏机车电气设备,严重时还会造成弓网故障引起列车停运,给国家造成巨大的损失。本文就接触线和受电弓的磨损问题从理论和实际的两方面进行研究以期找出能够减少磨耗的方法,更好地服务铁路运营。     

工艺因素对铜石墨烧结材料性能的影响

讨论了受电弓滑板材料的成分、烧结温度、复压等对其密度、硬度、抗弯强度和耐磨性的影响，发现以石墨作为固体润滑剂并经浸油处理可起到自润滑和减摩作用．石墨含量越高，润滑效果越好，但材料强度呈下降趋势；磨损以疲劳剥层为主要机制，材料耐磨性取决于减摩性和基体强度；复压可大幅度地提高材料强度     

弓网系统滑板磨损特性分析与剩余寿命预测

为保证列车的安全稳定运行,提高其可靠性,研究滑板的磨损特性并进行剩余寿命预测.利用滑动电接触实验机,以铜接触网导线和碳滑板为研究对象,开展不同条件下的载流摩擦实验.通过分析滑板形貌、热成像温度、电弧等实验,研究不同接触压力波动幅度下受电弓滑板的磨损特性;在稳定磨损阶段,建立基于可靠度的滑板寿命预测模型和寿命概率分布模型...     

钢芯铝绞线同层线股间接触有限元分析

钢芯铝绞线在放线过程中,铝股与钢芯共同承担张力作用.由于导线的结构特性,不同层的股线所受的挤压分力与轴向分力是不同的.张紧的钢芯铝绞线在工作环境中产生的振动将使线股之间产生微小滑移或滑移的趋势,而引起线股的摩擦磨损.导线同层股线间接触区域的接触应力状况将对导线的磨损状态产生影响.本文通过对型号为LGJ-150/25(GB1179-83)的钢芯铝绞线同层股线间接触问题进行有限元分析得出:在接触中心,接触应力大,主要产生粘着磨损和塑性变形;在接触边缘区域,接触应力较小,滑移量大,主要产生滑动磨损.     

浅谈接触网动态硬点形成原因分析及处理

接触网动态硬点是影响接触网,尤其是高速铁路接触网正常弓网关系的一项较为重要的因素,它会加快导线和受电弓滑板的异常磨耗和撞击性损害,破坏弓线间的正常接触和受流,并在硬点部位造成火花和拉弧。本文从多个方面分析接触网动态硬点形成的原因,并提出处理方案,为今后类似施工提高工程质量具有很好的指导作用。     

工具钢表面激光熔覆耐磨性试验研究

使用5kWCO2激光器对9SiCr工具钢表面进行Co基和Ni基合金熔覆处理·利用销盘式摩擦试验机对激光熔覆表面和Q235配副进行干摩擦和油润滑试验,通过扫描电镜研究了熔覆层表面磨损形貌并分析了干摩擦和润滑条件下磨损机理·试验结果表明,熔覆区磨损形式主要是磨粒、粘着磨损·干摩擦时,Ni合金熔覆层比Co合金耐磨性要好;润滑条件下,两种合金的耐磨性比干摩擦时都有很大提高     

Go/GF/PTFE 高铁桥梁球形支座平面滑板制备及摩擦学性能研究

通过往PTFE中加入经过一定处理的石墨烯和碳纤维,经过称量材料、球磨混料、冷压成型、烧结固化等步骤制备出平面滑板试样。利用MMG 10型气氛保护摩擦磨损试验机对平面滑板试样的摩擦磨损性能进行了研究,利用扫描电镜观察平面滑板试样摩擦面的微观形貌,探讨了石墨烯与碳纤维的润滑机理。结果表明石墨烯的加入能减小平面滑板试样的摩擦系数,碳纤维的加入能明显提高平面滑板的耐磨耗性能。含有质量分数2%的石墨烯和30%的碳纤维的平面滑板试样的摩擦磨损性能最好。     

Go/CF/PTFE高铁桥梁球形支座平面滑板制备及摩擦学性能研究

通过往PTFE中加入经过一定处理的石墨烯和碳纤维,经过称量材料、球磨混料、冷压成型、烧结固化等步骤制备出平面滑板试样。利用MMG-10型气氛保护摩擦磨损试验机对平面滑板试样的摩擦磨损性能进行了研究,利用扫描电镜观察平面滑板试样摩擦面的微观形貌,探讨了石墨烯与碳纤维的润滑机理。结果表明石墨烯的加入能减小平面滑板试样的摩擦系数,碳纤维的加入能明显提高平面滑板的耐磨耗性能。含有质量分数2%的石墨烯和30%的碳纤维的平面滑板试样的摩擦磨损性能最好。     

铜基石墨密封材料的摩擦磨损性能研究

为研究液体火箭发动机密封材料——铜基石墨材料的摩擦磨损规律,采用销盘试验考察了铜基石墨材料在干摩擦和水润滑条件下的摩擦磨损性能和磨损机理,探讨了速度、载荷、摩擦温升对材料摩擦磨损性能的影响,结果表明:水润滑条件下不易形成铜基石墨转移膜,所以水润滑时的摩擦因数比干摩擦时的摩擦因数大;水润滑下,磨损机理为黏着和磨粒磨损,适当增加载荷、降低速度有利于降低铜基石墨材料的磨损率;干摩擦下,磨损机理为黏着磨损,适当降低载荷、提高速度有利于降低铜基石墨材料的磨损率。     

磨鞋铸造碳化钨铁基复合材料堆焊层强化技术

依据磨鞋硬质合金堆焊层断裂、磨损及剥落的失效形式,自制4种堆焊焊条并对铸造碳化钨堆焊层进行淬火或淬火+深冷处理。试验证实自制焊条碳化钨和管皮重量比直接影响到抗冲击磨损性能及碳化钨的剥落。碳化钨和管皮重量比恰当,堆焊层硬质相的阴影效应和基体、粘结相对硬质相支撑效应的相互作用是提高抗冲击磨损的原因。淬火及淬火+深冷处理磨鞋堆焊层,其抗冲击磨损性能比铸造碳化钨堆焊层分别提高17.4%和43.0%。组织分析表明深冷处理对堆焊层硬质相影响不大。其粘结相成分、形态、分布的变化是深冷处理提高抗冲击磨损性能的原因。     

固体润滑剂对半金属摩擦材料性能的影响

半金属磨擦材料与金属对偶的磨擦起源于接触区附近的表面形变和粘着。各种固体润滑剂材料可在磨擦表面上生成牢固的、分子定向的转移膜，使磨擦表面的磨擦变为固体润滑剂之间的磨擦，从而降低其磨擦与磨损。研究表明，不同的固体润滑剂润滑效率不同，改性效果对温度的依赖主要与固体润滑剂本身的温度特性有关；当少量填充固体润滑剂时，对磨耗即有明显改善，而磨擦系数下降不大，但用量过多会使磨擦材料的磨擦系数下降过低，同时磨耗性能的改善也会下降；几种固体润滑剂复合使用会提高固体润滑剂改性效率。     

考虑粘着摩擦和滑动摩擦的轧制变形速度的计算

变形速度是轧制中的一个重要因素。导出粘着摩擦和滑动摩擦两种情况下,轧制变形速度的表达式。计算结果表明,粘着摩擦和滑动摩擦变形速度在轧件开始咬入附近处变形速度最大;在轧件与轧辊分离处,变形速度为零,在这点附近粘着摩擦和滑动摩擦变形速度值接近相等,摩擦系数几乎不影响滑动摩擦情况下的变形速度。     

庆深气田水平钻井水基泥浆中套管磨损机理实验研究

水平井钻井过程中,钻杆与技术套管的接触力较大,套管磨损比较严重,套管强度降低较多,给后续试油及完井投产作业留下隐患。为了深入了解水平井水基泥浆中钻杆-套管的磨损机理,为准确评价庆深气田套管磨损程度及剩余强度提供依据,在西安石油大学创新研制的环块式钻杆-套管磨损实验机上,模拟实际钻进参数,进行了该气田常用的水基泥浆中钻杆-套管磨损实验,考察了接触压力、转盘转速、磨损时间等因素对套管磨损效率的影响。利用试件磨损表面扫描电镜(SEM)图片进行了形貌分析,确定了水基泥浆中套管的磨损机理。实验结果表明:水基泥浆中,套管的磨损类型兼有粘着磨损、疲劳磨损和犁沟磨损等。黏着磨损是最主要的类型,采用基于黏着磨损机理的White磨损效率模型预测井下套管的磨损是可信的。水基泥浆中P110套管的磨损效率在(2~8)×10-131/Pa之间,稍大于钻井手册中的套管磨损效率(2×10-131/Pa);磨损效率随接触压力和转速的增加而增加,前期增长速率小,后期增长速率大;磨损效率随磨损时间的增加先增加,后逐渐减少,最后趋于稳定。     

离心铸造对白口铁抗冲击磨损性能的影响

通过冲击磨损试验研究了离心铸造白口铁与重力金属型铸造白口铁的抗冲击磨损性能。结果表明，离心铸造白口铁的抗冲击磨损性能高于金属铸造的白口铁，并且在高冲击功条件下尤为显著。     

冲击荷载作用下混凝土的受力分析

溜井的稳定与否对矿山的生产有很大影响,既受静载作用,又受冲击荷载作用.冲击荷载是使其产生较高破坏率的主要原因.为了探求冲击荷载的作用,应用Hertz接触弹性分析,对钢球冲击下不同尺寸的混凝土试件进行受力求解;同时应用动力分析软件LS-DYNA3D对冲击过程进行数值模拟求解混凝土的受力.随着试件尺寸的增大,解析结果和数值模拟结果表明,虽然钢球的冲击能有所增加,但是试件受力增长缓慢;试验结果表明塑性变形能的尺寸效应越来越明显,导致了试件破坏时冲击次数的增多.     

Dynamical Mechanisms of Effects of Landslides on Long Distance Oil and Gas Pipelines

According to the investigations on the oil and gas pipelines such as the Lan-Cheng-Chong pipeline and the Southwest pipeline, there are two ways of laying pipeline： pipelines paralleling （approximately） to the main slide direction and pipelines perpendicular （approximately） to the main slide direction. If earth-retaining walls have been built for pipelines paralleling to the main slide direction, they will prevent the lands from sliding; On the contrary, without earth-retaining walls, the sharp broken rocks in the backfilling soil will scratch the safeguard of the pipeline when the landslides take place. Pipelines perpendicular to the main slide direction can be classified into four types according to the relative positions between pipelines and landslides： Pipelines over the slide planes, pipelines inside the fracture strips of slide planes, pipelines below the slide planes and pipelines behind the backsides of landslides. The different dynamical mechanisms of the process in which landslide acts against pipelines are analyzed based on whether the pipelines are equipped with fixed frusta, because the sliding resistance depends on whether and how many fixed frusta are equipped and the distance between frusta.     

基于接触应力集中的沥青路面抗滑性能评价研究

为了给抗滑表层沥青混合料级配设计提供参考,基于高精度压力胶片测试技术,开展不同搓揉时间下的胎/路接触应力分布特性研究。通过2种粗集料2种类型沥青混合料的对比,研究轮胎作用下沥青路面的抗滑性能衰减规律;并从接触力学的角度建立沥青路面抗滑性能评价指标。结果表明:轮胎与路面接触应力呈现显著的非均匀分布,主要包括有效接触面积与应力集中效应。初始状态下胎/路有效接触面积与应力集中主要与级配设计有关;而在搓揉过程中,随着路面构造的二次圧密与粗集料磨耗,有效接触面积持续增加,应力集中减少;应力集中分布度指标可以较好描述应力集中效应。分析表明,轮胎接触应力集中与路面摩擦系数呈现良好的线性关系。试验证明,骨架密实型级配与优质粗集料均有利于提高沥青路面抗滑耐久性能;而级配的影响更显著,磨耗层设计中应当给以重视。     

水泥改善酸性集料与沥青粘附性的试验分析

为了改善酸性集料与沥青的粘附性,发挥酸性集料强度高、耐磨性好的优点,更好的提高沥青路面的使用质量和耐久性,针对水泥改善酸性集料和沥青粘附性的效果进行试验分析,提出了添加水泥改善酸性集料与沥青粘附性的合理掺量,以及添加水泥后沥青混合料的最佳沥青用量.     

水泥混凝土路面抗滑功能衰减模拟试验研究

为研究不同类型水泥混凝土路面的抗滑功能衰减,自行研制开发水泥混凝土路面加速磨损仪,并用于对刻槽、拉毛和拉槽混凝土路面板进行室内模拟加速磨损试验,采用摆式摩擦系数测试法和磨损深度测试法对路面抗滑构造的测试。试验结果表明:刻槽混凝土路面板的抗滑衰减分为两个阶段,第一阶段为表面砂浆的磨损,抗滑功能衰减较快,第二阶段为砂浆和粗骨料共同抵抗磨损作用,抗滑构造变化缓慢;拉毛混凝土路面板抗滑功能的衰减呈现初期快、中期缓慢、后期稳定的趋势;拉槽混凝土路面板初期磨损较快,后期变化缓慢,路面的砂浆层并没有出现因磨损过度而裸露粗骨料。