高性能微表处的室内试验研究

微表处是一种常见的预防性养护技术,然而在高温多雨的广东地区,微表处罩面存在耐磨耗性能差,使用寿命短等缺点,严重阻碍了该技术在广东高速公路的推广应用.为此,开发了新型微表处技术———高性能微表处,该技术的核心是通过掺入适当比例的水性环氧树脂和水性环氧固化剂,使其在室温环境下发生化学交联反应,形成高粘结性能的空间网状结构.室内湿轮磨耗试验结果表明,相对于常规微表处,高性能微表处的耐磨耗性能和抗水损坏性能提高了约60%.长期路用性能结果表明,高性能微表处的抗滑性能和抗剥落性能均明显优于常规微表处.     

轮对蠕滑条件下钢轨疲劳裂纹萌生寿命预测

采用多体动力学与三维弹性体非赫兹滚动接触理论,得到不同轨底坡、超高、摩擦系数与曲线半径等多种轨道条件下的轮轨蠕滑状态,将接触力分别施加于钢轨有限元模型的接触斑位置,分析轨头应力应变响应,得到所有节点的疲劳参量.研究疲劳参量的组成类型,若剪应力与应变部分占主要组成部分,则采用剪切型裂纹萌生预测公式,否则采用拉伸型预测公式.分别预测导向轮与非导向轮作用下的曲线外轨疲劳裂纹萌生寿命,结果表明,外轨疲劳裂纹主要由导向轮作用产生,非导向轮对其影响很小;裂纹萌生寿命随曲线半径的增大而延长,随摩擦系数的增大而减小;设置1∶20轨底坡可以延缓外轨疲劳裂纹萌生,尤其是在半径较小的曲线上效果更明显;过超高能延缓曲线外轨疲劳裂纹萌生;当摩擦系数大于0.3时裂纹萌生于曲线外轨表面,而小于0.3时裂纹萌生位置则逐渐向轨头内部转移.     

分块杯形砂轮磨削高硬度涂层球面温度

针对分块杯形砂轮磨削高硬度涂层球面的实际工况,计算移动热源的有效宽度,并使用三角形移动热源模型对磨削温度场进行理论建模.分析了磨削运动对传热过程的影响,结合磨粒端面温度和一维导热模型计算热量传入工件比率.通过实验比较了分块杯形砂轮和普通杯形砂轮的磨削温度及磨后表面形貌,同时,分析了磨削参数对磨削温度的影响.结果表明：分块杯形砂轮磨削高硬度涂层球面较普通杯形砂轮具有更低的磨削温度和更好的磨削条件.     

缩比模型轮对与原型轮对过盈配合面微动幅值的相似关系

通过量纲分析,推导出原型轮对与其几何相似及材料相同的模型轮对过盈配合面间微动幅值的相似关系.同时,利用有限元软件ANSYS将原型轮对与缩比为1∶2、1∶5和1∶10的模型轮对的过盈配合面间微动幅值进行数值对比分析.结果表明,当模型轮对与原型轮对的缩比为1∶n,模型轮对的过盈量选取为原型轮对的1/n,轴重载荷选取为原型轮对的1/n2时,模型轮对过盈配合面间的微动幅值为原型轮对的1/n.     

不同牵引特性城轨列车车轮磨耗与疲劳研究

针对列车频繁牵引起动对车轮磨耗与疲劳损伤产生的影响问题,在恒定牵引力的基础上,探究了不同牵引特性曲线恒功率区转折点速度对车轮磨耗与疲劳的影响规律。采用SIMPACK和MATLAB软件进行联合仿真,建立了不同牵引特性下城轨列车动力学模型和基于Archard的车轮磨耗模型,分析在牵引电机不同起动转矩下牵引特性曲线恒功率区转折点速度对城轨列车轮轨蠕滑率、车轮磨耗深度、磨耗面积以及疲劳指数的影响规律。结果表明：列车牵引起动过程中,电机起动转矩越大,轮轨蠕滑率、车轮磨耗深度和磨耗面积也越大,而疲劳指数则越小;电机起动转矩一定时,随着列车牵引特性曲线恒功率区转折点速度的增大,轮轨蠕滑率、车轮磨耗深度和磨耗面积也增大,疲劳指数则有所减小;当电机起动转矩从800 N·m增大到1 400 N·m,车轮磨耗深度和磨耗面积增长率最大为6.9%和12.6%,而疲劳指数下降率最大为7.2%;当恒功率区转折点速度从50 km/h增加到80 km/h,车轮磨耗深度和磨耗面积增长率最大为4.4%和4.3%,疲劳指数下降率最大为1.9%。本文研究了车辆起动转矩与恒功率转折点速度变化对车轮磨耗与疲劳的影响规律,可为车辆牵引特性设计和电机控制以及车轮运维提供参考。     

无内胎钢制车轮高强度钢等代设计

利用SolidWorks和Ansys软件建立22.5 in×9.0 in无内胎钢制车轮的有限元分析模型,采用高强钢代换低强钢的方法,在保证强度和疲劳寿命的前提下,对车轮进行了轻量化设计,减薄了轮辋和轮辐厚度。弯曲和径向试验的仿真结果表明:虽然改进后的各自最大等效应力都有所增加,但都没有超过材料的屈服极限;采用名义应力法并根据经验公式建立的590CL材料的S-N曲线方程,计算得出的疲劳寿命符合GB/T 5909—2005标准要求。     

陶瓷过滤机尾轮控制系统的改进设计

目前,陶瓷过滤机是一种广泛用于矿山选厂及精矿脱水的分离设备。在实际应用中,陶瓷过滤机尾轮控制系统存在的两大问题:一是生产过程中滤饼在积矿平台上的堆积现象,造成陶瓷机卸料漏斗堵塞,损坏陶瓷板。另外一个问题就是料斗的挂料问题严重。针对这些问题,对陶瓷过滤机尾轮控制系统进行了改进设计,开发出了胶带机尾轮控制系统,即在陶瓷机料仓内的挂料突然落下冲击胶带时,能够及时可靠地将设备切换到保护状态,避免事故扩大。然而对于挂料,通过将原来的70度设计成80度,即可很好地解决了挂料问题。实际应用表明了该方法的有效性。     

高速铁路无砟轨道区段轮轨滚动噪声特性分析

为了预测与控制高速铁路无砟轨道区段轮轨表面粗糙度激扰的轮轨滚动噪声,应用车辆-轨道耦合动力学理论和声辐射理论建立了轮轨滚动噪声预测模型,计算分析了无砟轨道结构对轮轨滚动噪声的影响,研究了高速车辆运行于无砟轨道时产生的轮轨滚动噪声的特性,研究结果表明,①在无砟轨道路基区段高速列车运行产生的轮轨滚动噪声中,钢轨辐射的主要是500~2 000Hz的中、高频噪声,车轮辐射的主要是1 600~4 000Hz的高频噪声,轨道板或道床板辐射的主要是125~500Hz频段的噪声;②随着车速增加,轮轨噪声辐射的最大声级相应增加;③轮轨路旁瞬时声压级以钢轨最大,轨道板最小,车轮处于两者之间;④在距线路中心线5~50m范围内,随着水平距离加倍,高速列车轮轨噪声辐射声级相应地衰减3~6dB.     

链轮滚刀铲磨砂轮截形的计算

列出了链轮滚刀铲磨砂轮截形的计算公式和计算过程,满足了加工出链轮齿形的规定要求。