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钢铁企业500m成品钢轨生产技术创新与产业化应用
1
作者 何建中 梁正伟 +4 位作者 高勇 郭利宏 丁韦 张凤明 戴聃 《包钢科技》 2025年第3期1-8,共8页
文章对钢铁企业500m成品钢轨开发、生产、应用全工艺流程进行研究。通过系列钢轨生产过程控制与接头优化调控,结合一贯制质量管控,建立了500m长钢轨规模化、标准化、连续化生产技术体系。企业内部实现100m、500m钢轨生产作业模式,实现... 文章对钢铁企业500m成品钢轨开发、生产、应用全工艺流程进行研究。通过系列钢轨生产过程控制与接头优化调控,结合一贯制质量管控,建立了500m长钢轨规模化、标准化、连续化生产技术体系。企业内部实现100m、500m钢轨生产作业模式,实现了长钢轨生产物料传送流程最短、低碳绿色的目标。通过精炼深脱硫、中间包冶金及窄成分控制,实现了重轨钢硫含量≤0.005%、铸坯等轴晶比率达到42%、钢轨锰元素偏析指数≤1.03的控制目标;基于钢轨高精度轧制技术,保证了百米钢轨头尾两端轨高尺寸偏差≤0.40mm,端部高低点差≤0.20mm;结合钢轨生产质量提高和焊接工艺优化,有效提高了接头质量,接头合格率达到99%以上。 展开更多
关键词 500m钢轨 冶炼 轧制 钢轨焊接
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包钢60 kg/m钢轨产品低温韧性研究
2
作者 张凤明 董捷 +2 位作者 崔弘 杨静 孙梦晨 《包钢科技》 2025年第1期64-71,共8页
文章对包钢生产的60 kg/m热轧态U71Mn、U75V钢轨和在线热处理后U71MnH、U75VH钢轨进行低温性能研究,通过实验室制造的低温环境,进行钢轨冲击试验、断裂韧性试验,研究低温环境下不同钢轨韧性与温度的关系。阐明低温环境下包钢钢轨安全服... 文章对包钢生产的60 kg/m热轧态U71Mn、U75V钢轨和在线热处理后U71MnH、U75VH钢轨进行低温性能研究,通过实验室制造的低温环境,进行钢轨冲击试验、断裂韧性试验,研究低温环境下不同钢轨韧性与温度的关系。阐明低温环境下包钢钢轨安全服役性能指标,总结了包钢四种钢轨产品在低温环境下韧性指标关系,为高原地区、低温地区的钢轨选用及高寒环境下铁路系统的安全运行提供数据支持。 展开更多
关键词 60 kg/m钢轨 低温韧性 力学性能
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耐腐蚀钢轨工业试制
3
作者 郑瑞 董捷 +1 位作者 薛虎东 边影 《包钢科技》 2025年第3期54-58,共5页
通过严格执行耐腐蚀钢轨的冶炼、连铸、加热及轧制工艺制度,成功实现耐腐蚀钢轨的工业试制。对试制钢轨的显微组织、力学性能和耐腐蚀特性进行综合检测,结果表明:钢轨抗拉强度达1050 MPa以上,轨头顶面硬度(HBW)超过300,钢轨断面为均匀... 通过严格执行耐腐蚀钢轨的冶炼、连铸、加热及轧制工艺制度,成功实现耐腐蚀钢轨的工业试制。对试制钢轨的显微组织、力学性能和耐腐蚀特性进行综合检测,结果表明:钢轨抗拉强度达1050 MPa以上,轨头顶面硬度(HBW)超过300,钢轨断面为均匀珠光体加微量铁素体组织,珠光体片层间距较传统热轧U75V钢轨缩小21%。试制钢轨模拟沿海大气环境的耐腐蚀性能相比U75V钢轨提高45.3%,模拟酸雨环境的耐腐蚀性能相比U75V钢轨提高54.9%,达到了设计指标。 展开更多
关键词 钢轨 耐腐蚀 工业试制
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超声导波轨底裂纹检测的信号增强技术 被引量：1
4
作者 何继平 周永久 +5 位作者 钦佩 张岩 周守镇 王平 周文涛 刘勇 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第4期260-263,268,共5页
[目的]导波在钢轨中的传播过程中存在抗干扰能力差和信号衰减严重问题,不利于识别轨底裂纹。为提高信噪比,有必要提出一种信号增强技术用于增强导波信号。[方法]在传统超声导波检测基础上,利用Barker码作为伪随机序列码,采用BPSK(二进... [目的]导波在钢轨中的传播过程中存在抗干扰能力差和信号衰减严重问题,不利于识别轨底裂纹。为提高信噪比,有必要提出一种信号增强技术用于增强导波信号。[方法]在传统超声导波检测基础上,利用Barker码作为伪随机序列码,采用BPSK(二进制相位编码)技术将原始激励信号经过编码调制后得到新的激励信号,实现对激励信号的扩频处理,并对采集的接收信号进行解扩。搭建超声导波轨底裂纹检测试验平台,分别对不同尺寸的钢轨轨底人工裂纹进行对比试验,分别在激励信号扩频与非扩频情况下,计算所接收导波信号的衰减系数。[结果及结论]试验结果表明,导波信号使用信号增强技术之后,相较于未经处理的原始导波信号,在传播相同距离时,衰减系数得到了明显降低,超声导波信号将能传播更远距离;相同尺寸人工裂纹所产生的影响更加明显,超声导波对钢轨轨底裂纹的检测灵敏度得到了明显提升。 展开更多
关键词 轨道交通 钢轨裂纹检测 Barker码 超声导波 信号增强技术
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基于特征融合变维卷积神经网络的高铁轮轨不良状态识别方法 被引量：1
5
作者 彭佳宁 池茂儒 +3 位作者 梁树林 许文天 崔利通 戴成昊 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第9期223-233,共11页
高速列车轮轨状态对车辆服役安全性影响较大,轮轨状态不良会加剧轮轨间相互作用,不仅影响车辆运营安全,而且对乘客乘坐舒适性产生影响。在轮轨不良状态中,车轮多边形和钢轨波磨问题尤为突出,传统车载轮轨监测方法诊断精度较低、结果反... 高速列车轮轨状态对车辆服役安全性影响较大,轮轨状态不良会加剧轮轨间相互作用,不仅影响车辆运营安全,而且对乘客乘坐舒适性产生影响。在轮轨不良状态中,车轮多边形和钢轨波磨问题尤为突出,传统车载轮轨监测方法诊断精度较低、结果反馈不及时,易导致轮轨状态持续恶化,所以轮轨状态的高质量快速诊断问题亟待解决。建立某型高速动车组刚柔耦合模型,制作了干扰性较强的轮轨不良状态数据集,仿真获得不同工况下的轴箱垂向振动加速度,提出一种基于轴箱垂向振动加速度的时、频域特征融合变维卷积神经网络对轮轨状态进行识别,实现了对列车轮轨状态快速、准确识别,解决了时频分析、主成分分析方法以及现有车载轮轨状态监测系统在复杂工况下轮轨状态判别困难的问题。该诊断模型在一维卷积神经网络对振动时间序列和对应频谱序列进行快速降维的基础上,将时、频特征融合并升维重排形成时频特征图,采用二维卷积神经网络对小尺寸时频特征图进行特征提取和轮轨状态判别。结果表明,该模型在无需进行复杂信号处理和信号主成分分析的情况下,仿真测试集准确率达到95%以上,实测数据集准确率较高且响应时间较短,研究成果对轮轨健康在线监测具有一定的理论意义。 展开更多
关键词 高速列车 车轮多边形 钢轨波磨 特征融合 变维卷积神经网络
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基于轴箱垂向振动加速度的波磨特征区间分析
6
作者 雷震宇 王志强 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第9期28-31,共4页
研究目的:为快速有效地识别地铁线路上的轮轨波磨,本文以实测轴箱垂向振动加速度数据进行波磨特征研究。通过描述实测线路的基本情况和测试的基本参数,对加速度数据进行分区频域变换,提取相应的特征频率和幅值,以确定波磨程度和分布区间... 研究目的:为快速有效地识别地铁线路上的轮轨波磨,本文以实测轴箱垂向振动加速度数据进行波磨特征研究。通过描述实测线路的基本情况和测试的基本参数,对加速度数据进行分区频域变换,提取相应的特征频率和幅值,以确定波磨程度和分布区间,并结合现场调研,验证区间分析方法的有效性。研究结论:(1)轴箱垂向振动加速度幅值可以用于判别钢轨波磨和车轮多边形的损伤程度,并确定损伤发生区间位置;(2)轴箱垂向振动加速度特征频率可以用于识别钢轨波磨和车轮多边形损伤,并能够确定两种损伤的发生区间;(3)运营车辆车轮和特定轨道区间测试验证了波磨区间分析方法的可行性,且该方法由于能够快速识别轮轨波磨,可为地铁养护维修作业提供参考。 展开更多
关键词 地铁 波磨 振动加速度 区间分析 特征频率
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基于缩尺试验的第三介质对波磨演化影响研究
7
作者 雷震宇 王志强 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第1期26-30,共5页
研究目的:为研究波磨在不同环境下的演化过程,采用自行设计的缩尺双盘试验装置,以便分析第三介质对波磨形成和发展的作用。通过建立缩尺双盘试验装置并校核其稳定性,分析接触界面干燥以及存在水、润滑油和摩擦调节剂(Friction Modifier,... 研究目的:为研究波磨在不同环境下的演化过程,采用自行设计的缩尺双盘试验装置,以便分析第三介质对波磨形成和发展的作用。通过建立缩尺双盘试验装置并校核其稳定性,分析接触界面干燥以及存在水、润滑油和摩擦调节剂(Friction Modifier,FM)介质工况下波磨的形成机制,并在波磨形成的基础上分析波磨在上述工况下的发展特性。研究结论:(1)在干燥工况下,轨轮表面接触区域出现了波磨,而在水、润滑油和FM介质工况下,轨轮表面接触区域未出现明显波磨,表明水、润滑油和FM能够有效抑制波磨的发生,这与其降低界面摩擦系数有关;(2)相较于干燥工况,水、润滑油和FM能够有效减少轨轮表面结构损伤;(3)试验过程中轨轮表面波磨的形成机理为横向蠕滑诱发的轮轨接触自激振动导致轨轮表面波磨的生成;(4)当接触界面存在水、润滑油和FM介质时,其能够显著减缓波磨的发展,并且随着车轮的往复运行,原有波磨趋于消失;(5)第三介质具有调控轮轨界面摩擦属性的功能,考虑地铁车辆起动/制动需求,选择摩擦系数适中的FM产品用于控制钢轨波磨是较为合适的;(6)本研究结论可为不同环境下波磨的演化过程研究提供参考。 展开更多
关键词 波磨 缩尺试验 第三介质 蠕滑率 摩擦系数
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基于动态蛇形卷积的钢轨RGB图像光带分割方法
8
作者 程雨 刘金朝 +5 位作者 姜昕良 张长伦 张国粹 顾子晨 王乐 宋浩然 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第2期37-48,共12页
针对钢轨光带边缘存在的锯齿状现象导致对灰度图像进行光带分割算法精度不高的问题,提出基于动态蛇形卷积的钢轨RGB图像光带分割方法。设计和实现基于彩色线阵相机与白激光光源的RGB图像采集模块,通过嵌入动态蛇形卷积加强锯齿状不规则... 针对钢轨光带边缘存在的锯齿状现象导致对灰度图像进行光带分割算法精度不高的问题,提出基于动态蛇形卷积的钢轨RGB图像光带分割方法。设计和实现基于彩色线阵相机与白激光光源的RGB图像采集模块,通过嵌入动态蛇形卷积加强锯齿状不规则特征的提取,改进DeepLabv3+分割网络,完成基于RGB图像光带与轨面的一体化分割,实现对光带的分类检测。结果表明:对非道岔区段RGB图像分割的平均交并比为93.50%,类别平均像素准确率为96.39%,像素准确率为98.85%;包含道岔区段RGB图像分割的平均交并比、类别平均像素准确率以及像素准确率分别为91.87%,96.04%和98.60%;RGB图像可较好地还原钢轨表面的真实状态,加入动态蛇形卷积改进的分割网络能够实现对钢轨光带区域的精确提取,比现有方法的平均交并比提升了2.25%。 展开更多
关键词 钢轨 光带分割 检测 RGB图像 动态蛇形卷积
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贝氏体钢轨早期接触疲劳损伤演变规律试验及表征
9
作者 高超 王旭 +5 位作者 郑瑞 蒋宏利 岑耀东 王晓东 王东梅 陈林 《钢铁》 北大核心 2025年第10期205-216,共12页
针对U20Mn贝氏体钢轨在重载铁路工况下早期滚动接触疲劳问题,研究了接触应力与滑差率耦合作用下材料损伤机理及其演变规律,为高周次滚动接触疲劳性能优化提供理论依据。基于滚动接触疲劳试验与弹塑性有限元数值模拟,结合SEM(scanning el... 针对U20Mn贝氏体钢轨在重载铁路工况下早期滚动接触疲劳问题,研究了接触应力与滑差率耦合作用下材料损伤机理及其演变规律,为高周次滚动接触疲劳性能优化提供理论依据。基于滚动接触疲劳试验与弹塑性有限元数值模拟,结合SEM(scanning electron microscope)、XRD(X-ray diffraction)、TEM(transmission electron microscope)及残余应力测试,系统研究了贝氏体钢轨在3种典型工况(接触应力为1 000 MPa+滑差率为0.4%、接触应力为1 000 MPa+滑差率为1.0%、接触应力为1 500 MPa+滑差率为0.4%)下的损伤行为差异。通过量化分析磨损率、疲劳裂纹特征参数及应力分布,揭示了接触力学参数对磨损、白层形成及裂纹扩展路径的影响机制。结果表明,当滑差率由0.4%增加至1.0%时,切向应力增加13.7%至763 MPa,界面滑动区所占比例扩大导致黏滑比下降89%;由于表层剪切效应加剧,磨损率提高22.9%至36.57μg/m,裂纹长度增加93%至217μm,而扩展角度减小至6.5°,裂纹更易沿着小角度近水平方向在塑性变形层内横向扩展。当接触应力增加至1 500 MPa时,赫兹接触面积增加50%至4.17 mm^(2),垂向应力升高44.7%至1 433 MPa,塑性变形层增厚22%至238μm,裂纹密度显著增长58%,长度减小30%至78μm,裂纹角度增大16%至12.8°,裂纹倾向于在亚表层纵深扩展。接触应力与滑差率通过不同机制影响贝氏体钢轨滚动接触疲劳损伤演变,高滑差率通过剧烈塑性变形作用,促使贝氏体板条发生纳米晶化并形成高残余应力的白层组织,其脆性特征加剧裂纹扩展;高接触应力则通过加深应力影响区域,促进裂纹萌生,但因抑制白层形成而减缓裂纹扩展。 展开更多
关键词 贝氏体钢轨 U20Mn 运行工况 滚动接触疲劳 磨损 有限元仿真 接触应力 白层
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基于频响应函数曲率微分相关性分析的钢轨轨底裂纹检测方法
10
作者 龙建兵 徐鸿 张斌 《城市轨道交通研究》 北大核心 2025年第3期98-102,共5页
[目的]目前基于振动特征的检测方法广泛应用于城市轨道交通结构系统损伤监测,但在实际应用中,结构的模态振型很难获取,需探究更有效的钢轨轨底裂纹检测方法。[方法]提出了一种基于频响应函数变化的轨底裂纹检测新方法。首先,利用SDOF(... [目的]目前基于振动特征的检测方法广泛应用于城市轨道交通结构系统损伤监测,但在实际应用中,结构的模态振型很难获取,需探究更有效的钢轨轨底裂纹检测方法。[方法]提出了一种基于频响应函数变化的轨底裂纹检测新方法。首先,利用SDOF(单自由度)系统来说明裂纹引起的动力特性的变化,采用皮尔逊相关系数(Pearson Correlation Coefficient)来分析未损坏和损坏系统之间的FRF(频响应函数)、FRFC(频率响应函数曲率)和FRFCD(频率响应函数曲率微分)值的相关关系。以存在裂纹的钢轨为研究对象,通过有限元仿真与频响试验相结合的方法,研究了裂纹尺寸与FRF、FRFC、FRFCD值的相关系数之间的关系。[结果及结论]当钢轨结构完好时,FRF、FRFC和FRFCD值的相关系数接近1。当钢轨裂纹发生时,随着裂纹深度的增加,无裂纹与有裂纹钢轨的FRF、FRFC、FRFCD值相关系数的绝对值从1趋近于0,且FRFCD值相关系数对裂纹的敏感性远高于FRF和FRFC值相关系数。基于FRFCD相关系数的裂纹识别方法不会将非裂纹结构误判为裂纹结构。 展开更多
关键词 城市轨道交通 钢轨裂纹 裂纹检测方法 相关性分析 频率响应
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钢轨打磨在改善轨道复合不平顺的运用研究 被引量：3
11
作者 史彦辉 张玉诚 王东光 《中国铁路》 北大核心 2025年第2期89-97,共9页
针对曲线轨缝高低及波磨问题采用动力学软件进行仿真模拟,分析波磨及接头高低复合不平顺的振动特性。并针对线路存在的问题进行个性化钢轨廓形打磨设计,基于空载和重载的C70车辆进行了动力学试验,进一步分析打磨前后接头高低和波磨等因... 针对曲线轨缝高低及波磨问题采用动力学软件进行仿真模拟,分析波磨及接头高低复合不平顺的振动特性。并针对线路存在的问题进行个性化钢轨廓形打磨设计,基于空载和重载的C70车辆进行了动力学试验,进一步分析打磨前后接头高低和波磨等因素对轮轨系统振动特性的影响。结果表明,波磨及接头高低复合不平顺会极大地增加轮轨间的冲击振动,仅波磨下的轮轨垂向力增幅达到26.34%,加上接头高低进一步增大冲击振动。而钢轨廓形打磨能够有效地解决钢轨表面的波磨,打磨后轮轨力及振动加速度均有明显减小,最小降幅约为11.02%。相较波磨,轨缝高低打磨后冲击振动仍明显大于跨中位置。此外,钢轨廓形打磨后,廓形修正能够减小上下股轮轨垂向力的差,即减小列车通过时的轮重减载率,提升列车运行的安全性。 展开更多
关键词 钢轨波磨 动力学测试 钢轨打磨 复合不平顺 轮轨力 振动加速度
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多元感知协同与混合采样策略的钢轨表面缺陷检测
12
作者 彭静 高宝渠 《重庆交通大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第7期41-50,共10页
针对传统方法对复杂钢轨表面较小缺陷检测精度低、检测速度慢等问题,提出一种多元感知协同与混合采样策略的钢轨表面缺陷检测算法。首先,构建改进的轻量级特征提取主干CASG-MobileNetV2,实现模型轻量化的同时,有效增强轻量级主干对缺陷... 针对传统方法对复杂钢轨表面较小缺陷检测精度低、检测速度慢等问题,提出一种多元感知协同与混合采样策略的钢轨表面缺陷检测算法。首先,构建改进的轻量级特征提取主干CASG-MobileNetV2,实现模型轻量化的同时,有效增强轻量级主干对缺陷特征的提取能力;其次,提出前景感知注意力协同特征金字塔模块,在复杂轨道场景中进行多维度缺陷特征提取,增强小目标检测效果;再次,在Transformer部分设计混合采样策略,以动态感知代替自注意力学习,从而降低模型计算量,并进一步捕获全局与局部特征信息;最后,通过前馈神经网络与匈牙利匹配算法完成缺陷检测输出。实验结果表明:笔者算法较原始DETR算法平均精度均值(mAP@0.5)提升了3.5%,达71.3%;参数量压缩44.5%;检测速率提升至43.7帧/s,为原始DETR算法的1.6倍。笔者算法的评价指标优于对比方法,能够快速准确地检测出钢轨表面缺陷。 展开更多
关键词 铁道工程 铁路运输 缺陷检测 DETR 轻量级检测 混合采样
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基于IR-DETR的轨道图像增强及扣件损伤检测方法 被引量：2
13
作者 段嘉明 白堂博 +2 位作者 许贵阳 宗浩 付浩辰 《铁道建筑》 北大核心 2025年第1期49-53,共5页
为解决在轨道扣件检测中常见的光线不足导致的图像模糊昏暗、扣件特征提取不足等问题,提出一种基于InstructIR(Instruct Image Restoration)与RT-DETR(Real Time Detection Transformer)的综合方法IR-DETR。在图像预处理方面,针对轨道... 为解决在轨道扣件检测中常见的光线不足导致的图像模糊昏暗、扣件特征提取不足等问题,提出一种基于InstructIR(Instruct Image Restoration)与RT-DETR(Real Time Detection Transformer)的综合方法IR-DETR。在图像预处理方面,针对轨道检测图像的特点,提出基于InstructIR的图像增强方法,根据智能检测的需求增强图像特征。在扣件损伤检测方面,优化RT-DETR模型,引入可学习位置编码(Learned Positional Encoding,LPE),用于对序列中的位置信息进行编码,并在主干部分融合可变形卷积DCNv2(Deformable ConvNets v2),进一步提升模型的感知能力与特征表达能力。用优化前后的数据集作为输入,对IR-DETR及主流模型进行了对比试验。结果表明:改进后的模型平均检测精度提高了2.1%,在参数量基本不变的情况下检测速度提高了18.6%。 展开更多
关键词 轨道 实时检测 试验研究 扣件伤损 图像增强 智能检测
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冻融循环作用下盐渍土路基独立孔隙变化特征
14
作者 程建军 段彦福 +2 位作者 邹波 陈元庆 尹大卫 《铁道工程学报》 北大核心 2025年第3期6-11,共6页
研究目的:为了探究冻融循环作用下铁路盐渍土路基独立孔隙变化特征,采用工业CT扫描、剪切试验、粒度分析和含泥量测定等方法,对不同含水率盐渍土试样经历冻融循环后的独立孔隙结构、体积和数量变化等特征进行分析。研究结论:(1)盐渍土... 研究目的:为了探究冻融循环作用下铁路盐渍土路基独立孔隙变化特征,采用工业CT扫描、剪切试验、粒度分析和含泥量测定等方法,对不同含水率盐渍土试样经历冻融循环后的独立孔隙结构、体积和数量变化等特征进行分析。研究结论:(1)盐渍土试样内部独立孔隙的数量经过数次冻融循环后,不会随着含水率的增多而增多;不同含水率的试样经历不同次数的冻融循环后,体积0~5×10^(8)μm^(3)范围内的独立孔隙数量最多,5×10^(8)~1×109μm^(3)范围内的独立孔隙数量最少;(2)当含水率大于6%时,经过数次冻融循环后,试样内部的独立孔隙演变为联通孔隙;(3)冻融循环作用下不同含水率盐渍土试样中独立孔隙变化较大,盐渍土的含水率和温度变化是导致独立孔隙体积、数量和位置改变的直接原因;(4)本研究结果可为铁路盐渍土路基膨胀灾害的防治提供依据。 展开更多
关键词 路基工程 独立孔隙 冻融循环 工业CT 盐渍土
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高速铁路钢轨波磨对车辆和扣件动态响应的影响 被引量：1
15
作者 张金 安博伦 +4 位作者 梁雪江 管曙刚 李英奇 杜吉康 李晨光 《铁道建筑》 北大核心 2025年第3期1-6,共6页
本文调研了高速铁路钢轨波磨引发扣件弹条断裂的典型危害,归纳总结了高速铁路钢轨波磨特征。通过建立车辆-无砟轨道刚柔耦合动力学模型,研究了高速铁路钢轨波磨对车辆和扣件动态响应的影响,并分析了扣件弹条断裂的原因。结果表明:随着... 本文调研了高速铁路钢轨波磨引发扣件弹条断裂的典型危害,归纳总结了高速铁路钢轨波磨特征。通过建立车辆-无砟轨道刚柔耦合动力学模型,研究了高速铁路钢轨波磨对车辆和扣件动态响应的影响,并分析了扣件弹条断裂的原因。结果表明:随着波深的增大,轮轨垂向力和轮重减载率均呈现出明显增大的变化趋势;不同速度、波长及波深工况下,钢轨波磨引起的车辆动态响应的峰值均主要集中出现在频率800 Hz左右,该频率与W1型弹条固有频率较为接近,容易产生共振诱发扣件弹条断裂;在速度400 km/h、波长140 mm及波深0.08 mm条件下,钢轨波磨引起的扣件动态响应会出现多个谐波峰值,对应的频率基本均为795 Hz及其倍数,与W1型弹条固有频率十分接近,产生共振引发扣件弹条断裂,从而缩短扣件弹条的疲劳寿命。 展开更多
关键词 高速铁路 钢轨波磨 动态响应 仿真分析 扣件弹条断裂 弹条固有频率 共振
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纵向力作用下的钢轨裂纹扩展分析
16
作者 李航 孙传喜 《机械工程师》 2025年第8期50-53,58,共5页
钢轨踏面裂纹属于钢轨疲劳伤损,其发展严重时将导致钢轨的横向断裂,进而危及行车安全。文中采用有限元方法,并根据现场观察到的钢轨踏面斜裂纹特征,建立存在典型钢轨踏面斜裂纹的轮轨接触三维模型,模拟无纵向力作用的车辆车轮和有纵向... 钢轨踏面裂纹属于钢轨疲劳伤损,其发展严重时将导致钢轨的横向断裂,进而危及行车安全。文中采用有限元方法,并根据现场观察到的钢轨踏面斜裂纹特征,建立存在典型钢轨踏面斜裂纹的轮轨接触三维模型,模拟无纵向力作用的车辆车轮和有纵向力作用的机车车轮牵引经过钢轨裂纹的过程。计算了Ⅰ型应力强度因子K_(Ⅰ),以研究裂纹的张开能力;计算了等效应力强度因子K_(eq),以研究裂纹的扩展速率。比较了裂纹与接触斑位于不同横向位置时的扩展能力。计算得到裂纹横向在接触斑中央位置时最大K_(eq)达到567 MPa·mm^(1/2),裂纹在横向偏离接触斑中央位置5 mm时最大K_(eq)达到788 MPa·mm^(1/2),而对于K_(Ⅰ)最大位置发生在车轮驶向且距离裂纹15 mm处,横向位置偏离接触斑中央位置5 mm,最大K_(Ⅰ)为307 MPa·mm^(1/2)。以上结果说明,对于同一裂纹而言,由于轮对的横移,轮轨接触造成的裂纹扩展趋势及性质均会发生动态的变化,车轮高频次滚过裂纹,极有可能会造成裂纹的扩展。 展开更多
关键词 裂纹扩展 应力强度因子 纵向力 断裂力学
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400km·h^(-1)速度条件下高速铁路钢轨适应性研究 被引量：1
17
作者 杨光 刘丰收 +2 位作者 张银花 安博伦 任屹 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第4期1-11,共11页
针对高速铁路钢轨在动车组400 km·h^(-1)运行速度条件下的适应性问题,从钢轨材质、廓形和轨面平顺性3个方面梳理高速铁路钢轨相关技术标准,依据长期跟踪测试及400 km·h^(-1)速度下现场试验结果分析高速铁路钢轨服役现状及其在... 针对高速铁路钢轨在动车组400 km·h^(-1)运行速度条件下的适应性问题,从钢轨材质、廓形和轨面平顺性3个方面梳理高速铁路钢轨相关技术标准,依据长期跟踪测试及400 km·h^(-1)速度下现场试验结果分析高速铁路钢轨服役现状及其在400 km·h^(-1)速度条件下的变化情况,利用仿真手段研究在该速度条件下钢轨廓形偏差及平顺性变化对动车组运行性能的影响规律。结果表明:高速铁路钢轨长期保持良好且稳定的出厂质量,钢轨磨耗小、疲劳伤损少、钢轨廓形及轨面平顺性状态总体控制良好;既有U71MnG钢轨、60N廓形及打磨验收要求、钢轨轨面平顺性控制标准基本适应动车组以400 km·h^(-1)速度运行的条件;为保障400 km·h^(-1)长期运营速度条件下良好的动车组运行性能及钢轨服役状态,400 km·h^(-1)速度条件下钢轨焊接接头平直度和轨面局部低塌不平顺的幅值应控制在0.2 mm以内,并需持续跟踪钢轨磨耗和伤损规律,分析服役钢轨廓形偏差和轨面不平顺的运用边界。 展开更多
关键词 高速铁路 钢轨材质 钢轨廓形 轨面平顺性 适应性
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刚度-阻尼介入式抑振装置作用下钢轨的声辐射特性研究
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作者 和振兴 胡龙祥 +2 位作者 吴恒志 王淑珍 张磊 《高速铁路技术》 2025年第4期10-17,共8页
为研究新型刚度-阻尼介入式抑振装置对钢轨辐射噪声的影响规律,本文建立了考虑抑振装置的钢轨振动有限元模型和声学边界元模型,通过理论仿真和落锤冲击试验,对比分析了安装抑振装置前后钢轨的振动和噪声特性。结果表明,安装刚度-阻尼介... 为研究新型刚度-阻尼介入式抑振装置对钢轨辐射噪声的影响规律,本文建立了考虑抑振装置的钢轨振动有限元模型和声学边界元模型,通过理论仿真和落锤冲击试验,对比分析了安装抑振装置前后钢轨的振动和噪声特性。结果表明,安装刚度-阻尼介入式新型抑振装置后,钢轨振幅的放大因子具有单峰特性,且频率比为1时达到最大值;当振动频率比一定时,随着阻尼比的增大,刚度-阻尼介入式新型抑振装置对钢轨振幅的抑制效果愈发明显;钢轨一阶垂向弯曲振型的频率没有发生改变,而钢轨的一阶Pinned-pinned共振频率由1280 Hz降低至1240 Hz,钢轨位移响应显著降低;通过落锤冲击试验发现,在600~2000 Hz范围内钢轨的声压级幅值较大。刚度-阻尼介入式抑振装置能够有效降低钢轨噪声,降噪幅度达4.3 dB至4.7 dB,优于传统的质量-阻尼自持式抑振装置。 展开更多
关键词 轨道交通 钢轨噪声 抑振装置 有限元-边界元法 落锤试验
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半封闭舱段内腔机器人打磨技术研究
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作者 尉渊 马天一 +5 位作者 全芳 张振东 王明远 潘强 宜亚丽 金贺荣 《机械工程师》 2025年第3期153-156,共4页
为适应内腔空间狭小、曲面复杂的半封闭舱段内腔打磨减重的技术要求,提出采用机器人实现内腔打磨减重的方案。对打磨区域按结构特征划分为底面、侧壁和圆角区域,分别制定打磨策略;设计了加长主轴,用于配合机器人进行区域清除;采用离线... 为适应内腔空间狭小、曲面复杂的半封闭舱段内腔打磨减重的技术要求,提出采用机器人实现内腔打磨减重的方案。对打磨区域按结构特征划分为底面、侧壁和圆角区域,分别制定打磨策略;设计了加长主轴,用于配合机器人进行区域清除;采用离线编程软件进行打磨轨迹规划和仿真分析,最终进行实际加工验证。结果表明:机器人打磨工艺方案可实现半封闭舱段内腔的打磨减重,验证了机器人打磨复杂舱段内腔表面的可行性,为后续半封闭内腔机器人打磨减重技术的推广应用提供了借鉴。 展开更多
关键词 半封闭内腔 打磨减重 机器人 打磨策略
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不同回火温度对高强热处理钢轨组织性能影响
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作者 周可 张凤明 +3 位作者 薛虎东 边影 文浩然 张勇搏 《包钢科技》 2025年第3期43-49,共7页
文章对两种在线热处理态珠光体钢轨进行回火处理,根据不同回火温度下钢轨力学性能和显微组织变化,得到两种高强热处理钢轨最佳回火工艺。结果表明,在200~350℃范围内,低温回火可提高钢轨综合力学性能。随着回火温度的提高,轨腰残余应力... 文章对两种在线热处理态珠光体钢轨进行回火处理,根据不同回火温度下钢轨力学性能和显微组织变化,得到两种高强热处理钢轨最佳回火工艺。结果表明,在200~350℃范围内,低温回火可提高钢轨综合力学性能。随着回火温度的提高,轨腰残余应力呈下降的趋势,350℃回火处理,两种钢轨的轨腰残余应力分别为45 MPa和32 MPa,比回火前降低了63.4%和80.6%。回火态钢轨的硬度、韧性和塑性随着回火温度的升高而提高,在改善塑性和韧性的同时,硬度得到较大的提高。350℃回火处理使钢轨的踏面硬度(HBW)分别提高13和8。回火态钢轨仍具有典型的珠光体组织。 展开更多
关键词 重轨钢 回火 显微组织 性能
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