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不同工况下轮轨材料摩擦磨损行为研究
| 论文题名： | 不同工况下轮轨材料摩擦磨损行为研究 |
| 关键词： | 轮轨材料;摩擦因数;接触应力;磨损行为 |
| 摘要： | 轮轨接触问题一直是铁路运行中最基本、最复杂的问题之一。当今世界的铁路运输网络所具有的几大特点是运输量提高、轴重加大、速率增加、行车量密集。由此衍生出的轮轨材料接触面磨损程度加剧、减短轮轨材料的使用寿命、增粘剂的使用对轮轨材料的深层影响等轮轨接触带来的问题，都对铁路运输系统有着深远的影响。 利用MMS-2A型摩擦磨损试验机进行不同工况下轮轨材料的摩擦磨损实验，分析了同一加载情况下，干态、水态以及水砂态对轮轨材料摩擦磨损性能的影响，研究了水态下不同的加载情况对轮轨材料摩擦磨损性能的影响;结合前述模拟试验部分，利用有限元软件ANSYS得到轮轨静接触工况下的应力、接触斑等特征数值。 论文通过研究得到以下几个结论: 1.相比于干态，水会使轮轨材料的摩擦因数、磨损量明显下降;水介质下撒砂可增加轮轨材料滚动摩擦因数和磨损量，且加重轮轨表面的损伤，撒砂后续的干摩擦会使摩擦因数恢复到干态下的正常水平;随水态、干态到水砂态工况的变化，车轮试样表面从粗糙凸起并伴有轻微剥落向严重剥落损伤转变，钢轨材料的表面损伤主要表现为片层状剥离并伴有剥落现象，但较车轮材料的剥落损伤程度轻微。 2.随着载荷的增加，轮轨材料的磨损程度降低，其中摩擦因数、磨损量有所下降;载荷从110N到170N的增加过程中，车轮材料表面从多处分布点蚀及剥离到仅极少的呈现出点蚀的情况，钢轨材料表面也呈现同样的变化趋势，且车轮材料损伤程度重于钢轨材料。 3.有限元模拟结果表明:在相同的载荷条件下，轮轨材料静接触面间代入不同的摩擦因数计算时，对接触面间的最大接触应力及接触斑的影响不大;当代入相同的摩擦因数时，随着载荷的增加，轮轨材料接触面的接触半径呈平缓的上升趋势，接触区域面积渐增。接触面的最大接触应力随载荷的增加呈现非线性增长趋势，且随着载荷的不断增大，接触应力变化趋于平缓。 |
| 作者： | 郭静 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 周仲荣 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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