车轮踏面不圆顺对高速列车轮轨界面黏着与车轮表面损伤的影响

作     者：沈明学 容彬 李圣鑫 赵火平 季德惠 熊光耀 SHEN Mingxue;RONG Bin;LI Shengxin;ZHAO Huoping;JI Dehui;XIONG Guangyao

作者机构：华东交通大学载运工具与装备教育部重点实验室南昌330013 华东交通大学材料科学与工程学院南昌330013 西南交通大学牵引动力国家重点实验室成都610031 

出 版 物：《中国机械工程》 (China Mechanical Engineering)

年 卷 期：2022年第33卷第22期

页      面：2664-2672,2683页

核心收录：

学科分类：08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0802[工学-机械工程] 

基　　金：国家自然科学基金(52061012,51805170) 江西省杰出青年基金(20212ACB214003) 牵引动力国家重点实验室开放课题(TPL1906) 

主　　题：高速列车 车轮不圆顺 轮轨损伤 黏着系数 塑性变形层 

摘      要：在JD-DRCF/M型滚动接触疲劳/磨损试验台上开展了有/无偏心车轮配副的轮轨滚滑接触摩擦学试验,对比分析了一阶不圆顺车轮和正常圆顺车轮对轮轨界面黏着、车轮表面损伤与滚动接触疲劳特性的影响。结果表明:车轮不圆顺会显著减小轮轨间黏着系数,湿态下不圆顺车轮的轮轨黏着系数不足0.2,影响列车安全运行和牵引效果;车轮不圆顺明显加剧了钢轨磨耗,同时导致车轮沿周向的表面损伤表现出显著差异。具体来说,凸起侧附近疲劳剥落和撕裂断口特征最为明显;迎向凸起侧较背向凸起侧表面剥落更严重、疲劳裂纹扩展角更大;迎向凸起侧表面点蚀现象相对明显,背向凸起侧车轮表面黏着层堆积严重;此外,随着车轮滚动半径r_(θ)由最小值到最大值再到最小值循环变化,不圆顺车轮沿周向的表面粗糙度、表面硬度和塑性变形层厚度大致均呈先逐渐增加、经过凸起侧附近后又逐渐下降的趋势。