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12号合金钢岔心组合道岔疲劳裂纹打磨周期研究
| 论文题名： | 12号合金钢岔心组合道岔疲劳裂纹打磨周期研究 |
| 关键词： | 合金钢岔心组合道岔;应力分析;疲劳寿命;Miner线性累积法 |
| 摘要： | 为降低道岔生命周期成本，本文基于Miner线性累积法则对道岔疲劳裂纹萌生寿命进行了预测，并在考虑钢轨磨耗的影响下对疲劳裂纹打磨周期进行了预测，为合理制定钢轨疲劳裂纹的打磨周期提供了一种新思路。 综合列车直、侧向过岔的动力仿真结果结合现场调研情况确定了道岔疲劳敏感区域，提取了敏感区域各特征断面位移谱作为疲劳分析时输入的荷载谱。对所建立的12号合金钢岔心组合道岔实体模型各特征断面分别施加单位垂横向位移，得出了单位位移荷载下各特征断面钢轨内部等效应力的分布情况。基于荷载谱及单位荷载下钢轨内部应力计算结果，采用nSoft软件中FE-Fatigue模块计算了各特征断面钢轨疲劳裂纹萌生寿命。研究了不同轴重、行车速度对疲劳裂纹萌生寿命的影响规律。探讨了钢轨磨耗对裂纹开展的影响程度。 研究表明:道岔区钢轨疲劳敏感区域为曲尖轨顶宽20～50mm轮载过渡区、曲导轨、长心轨顶宽20～50mm轮载过渡区。道岔不同敏感区域钢轨的疲劳裂纹萌生寿命相差很大，对道岔不同部位钢轨应制定不同的打磨周期，其预测可依据本文计算结果结合所给出的公式近似估算。翼轨磨耗发展严峻的病害机理是轮轨接触应力大于母材硬度的80％，导致磨耗系数发生突变，可通过降低轮轨接触应力或提高翼轨硬度避免此种病害的产生。敏感区域钢轨的疲劳寿命随列车轴重的增加而大幅降低、随列车侧向通过速度的增加也有所降低。除翼轨外，道岔其他敏感区域钢轨磨耗对疲劳裂纹的开展影响很小，可近似认为打磨周期与疲劳裂纹萌生周期一致。 |
| 作者： | 刘启宾 |
| 专业： | 道路与铁道工程 |
| 导师： | 高亮 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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