贝氏体钢轨磨损与接触疲劳行为的研究进展 被引量：1

1

作者 齐顺顺 王文健 +1 位作者 汪渊 丁昊昊 《材料导报》 北大核心 2025年第1期255-265,共11页

钢轨的磨损和滚动接触疲劳是轮轨接触过程中的主要损伤形式,对铁路轨道安全与维护有着至关重要的影响。随着列车轴重的增加,贝氏体钢轨疲劳损伤问题日益凸显,严重危及行车安全。本工作综述了国内外贝氏体钢轨磨损与疲劳损伤在近年来的... 钢轨的磨损和滚动接触疲劳是轮轨接触过程中的主要损伤形式,对铁路轨道安全与维护有着至关重要的影响。随着列车轴重的增加,贝氏体钢轨疲劳损伤问题日益凸显,严重危及行车安全。本工作综述了国内外贝氏体钢轨磨损与疲劳损伤在近年来的研究进展,重点阐述了贝氏体钢轨的磨损和滚动接触疲劳性能及两者之间的竞争关系,并与珠光体钢轨的试验结果进行了对比;总结了不同因素(显微组织、服役条件、环境介质)对贝氏体钢轨磨损及滚动接触疲劳性能的影响;提出了未来重点研究方向建议:基于化学成分调控与热处理工艺参数优化的稳定残余奥氏体组织制备,贝氏体钢轨在不同服役条件下的适用性研究,贝氏体钢轨在腐蚀、高低温等复杂恶劣环境下的使用性能研究。 展开更多

关键词 贝氏体钢轨 磨损 滚动接触疲劳 影响因素

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CL60车轮材料多轴疲劳寿命与损伤行为研究

2

作者 王志雪 张沭玥 +4 位作者 张晓峰 窦随权 丁昊昊 王文健 刘启跃 《机械》 2025年第1期44-51,共8页

为研究车轮材料拉-扭多轴疲劳寿命及损伤行为,利用MTS拉扭疲劳实验机开展拉-扭多轴疲劳试验,分析疲劳试样断口宏观和微观形貌、表面和剖面损伤等,探究载荷幅值对拉-扭多轴疲劳寿命及损伤的影响。结果表明:多轴疲劳寿命与载荷幅值成反比... 为研究车轮材料拉-扭多轴疲劳寿命及损伤行为,利用MTS拉扭疲劳实验机开展拉-扭多轴疲劳试验,分析疲劳试样断口宏观和微观形貌、表面和剖面损伤等,探究载荷幅值对拉-扭多轴疲劳寿命及损伤的影响。结果表明:多轴疲劳寿命与载荷幅值成反比。疲劳试样断口由裂纹扩展区和瞬断区两个部分组成,裂纹扩展区呈现大量放射性裂纹,微观形貌为解理扇形河流花样,为典型脆性断裂;瞬断区微观下观察到大量韧窝,载荷幅值越小韧窝越大,且其边界越不明显,由韧性断裂特征向韧脆准解理混合断裂特征过渡。表面疲劳微裂纹平均宽度随着载荷幅值的增大而减小,平均扩展角度整体也呈减小趋势。 展开更多

关键词 CL60车轮材料 多轴疲劳 疲劳寿命 损伤

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钢轨材料局部激光熔覆自熔性合金涂层的磨损与滚动接触疲劳行为 被引量：1

3

作者 丁昊昊 谢天星 +4 位作者 王文健 祝毅 阳义 郭俊 林强 《中国表面工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期1-13,共13页

激光熔覆技术可用于钢轨局部损伤表面的局部修复,但局部修复钢轨材料的磨损与滚动接触疲劳损伤规律尚不清楚。通过在钢轨试样表面切除凹槽来模拟局部损伤,在凹槽处激光熔覆Ni基、Fe基和Co基自熔性合金粉末,分析修复钢轨微观组织与硬度,... 激光熔覆技术可用于钢轨局部损伤表面的局部修复,但局部修复钢轨材料的磨损与滚动接触疲劳损伤规律尚不清楚。通过在钢轨试样表面切除凹槽来模拟局部损伤,在凹槽处激光熔覆Ni基、Fe基和Co基自熔性合金粉末,分析修复钢轨微观组织与硬度,然后利用双轮对滚试验研究局部修复钢轨试样的磨损与滚动接触疲劳行为。结果表明,激光熔覆涂层形成了共晶与枝晶组织,Ni基涂层组织粗大、硬度较小,Fe基与Co基涂层组织尺寸较小,Fe基涂层硬度最大,Co基涂层硬度居中。相比未熔覆区域,激光熔覆区(涂层)塑性变形层厚度较小,且涂层原始硬度越高,硬化后硬度越大,但硬化率和硬化层厚度更小。未熔覆区滚动接触疲劳裂纹较长,但裂纹角度较小;熔覆区裂纹长度均有所降低,但裂纹扩展角度明显增大;熔覆区与未熔覆区结合处疲劳损伤最为严重,疲劳裂纹角度和深度均比熔覆区和未熔覆区更大。对比分析发现,Stellite21(Co基)熔覆试样摩擦因数较低,熔覆区与未熔覆区磨损深度差较小,抗滚动接触疲劳性能较好,较为适合钢轨局部损伤的激光修复。研究结果可为激光熔覆技术在钢轨局部修复上的应用与优化提供理论与技术指导。 展开更多

关键词 激光熔覆 损伤钢轨 微观组织 磨损 滚动接触疲劳

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基于双目视觉的列车轮对表面缺陷及型面参数检测方法 被引量：2

4

作者 胡成放 丁昊昊 +5 位作者 陈德君 张岩 刘启跃 王文健 郭俊 林强 《中国测试》 CAS 北大核心 2024年第8期101-108,共8页

列车轮对表面缺陷及磨耗后的车轮轮型参数对列车安全行驶具有重要影响。搭建一种基于结构光与双目立体视觉相结合的非接触式列车轮对型面检测系统,设计针对车轮滚动圆直径、轮缘高度、轮缘厚度以及车轮擦伤的双目视觉无损检测方法。首... 列车轮对表面缺陷及磨耗后的车轮轮型参数对列车安全行驶具有重要影响。搭建一种基于结构光与双目立体视觉相结合的非接触式列车轮对型面检测系统,设计针对车轮滚动圆直径、轮缘高度、轮缘厚度以及车轮擦伤的双目视觉无损检测方法。首先基于迭代最近点(iterative closest point,ICP)算法将各相机采集的车轮型面数据拼接为整体车轮点云三维模型;然后,从该三维模型中提取出滚动圆与轮缘顶点圆,基于最小二乘拟合法分别计算滚动圆直径、轮缘高度、轮缘厚度参数;最后,基于模式匹配方法检测车轮型面是否出现擦伤缺陷,并计算得到擦伤深度。检测结果表明:该列车轮对型面检测系统及表征方法对于滚动圆直径检测误差为0.22 mm,对于轮缘高度与轮缘厚度检测误差分别为–0.08 mm及0.07 mm,最大擦伤深度检测误差为0.18 mm。研究成果可有效检测列车车轮型面参数及擦伤缺陷,具有较强的工程应用价值。 展开更多

关键词 双目立体视觉 迭代最近点 型面参数 车轮擦伤 模式匹配

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激光表面淬火对车轮多边形萌生及发展影响试验研究 被引量：1

5

作者 黄金伟 王文健 +4 位作者 丁昊昊 郭俊 刘启跃 祝毅 齐欢 《摩擦学学报（中英文）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期154-166,共13页

车轮多边形磨损是影响列车服役可靠性的常见异常磨损形式,而激光淬火是提高金属材料耐磨性能的新型技术,但目前关于激光淬火对车轮多边形的影响尚未深入研究.因此,本文中将研究激光淬火对车轮多边形萌生与发展的影响规律,探讨利用激光... 车轮多边形磨损是影响列车服役可靠性的常见异常磨损形式,而激光淬火是提高金属材料耐磨性能的新型技术,但目前关于激光淬火对车轮多边形的影响尚未深入研究.因此,本文中将研究激光淬火对车轮多边形萌生与发展的影响规律,探讨利用激光淬火技术抑制车轮多边形的可行性.首先利用激光器对车轮试样进行点状淬火和全表面淬火,利用MMS-2A微机控制摩擦磨损试验机进行轮轨滚动磨损试验,分析轮轨系统振动频率、车轮试样磨损表面宏观形貌、廓形、多边形阶数以及材料损伤等,探明激光淬火对车轮多边形形成的影响.结果表明:在车轮试样表面沿圆周方向均匀地进行12个和16个点状淬火时,滚动磨损试验中车轮试样分别萌生出12阶和16阶多边形,并激发出严重的轮轨系统振动,最终在15万转时产生较大波深的车轮多边形.对车轮表面进行全表面淬火处理时,滚动磨损试验过程中始终无车轮多边形产生.在此基础之上,本文作者对未淬火车轮试样进行6万转滚动磨损试验以形成多边形磨损,然后对多边形车轮试样进行点状淬火(波谷处淬火)和全表面淬火,继而进行轮轨滚动磨损试验.研究表明:对多边形车轮试样波谷区进行淬火强化后,多边形发展表现出先放缓后加快的现象,波谷逐渐转变为波峰;对多边形车轮试样进行全表面淬火强化后,多边形继续发展,运行15万转后多边形波深呈轻微下降趋势.研究结果对车轮多边形磨损控制技术研究具有理论指导意义. 展开更多

关键词 车轮多边形 激光表面淬火 磨损 硬度 塑性变形

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硬质颗粒参数对列车增黏撒砂喷射行为的影响

6

作者 岳子恒 张沭玥 +4 位作者 叶浩 丁昊昊 郭俊 王文健 刘启跃 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第11期2054-2062,共9页

为研究颗粒参数对列车增黏撒砂喷射行为的影响,利用可视化检测技术开展不同颗粒粒径、形状和密度下喷射行为试验,分析各因素对喷射速度、扩散角度的影响权重,探究不同颗粒在撒砂装置内部运动特征及影响机理。研究结果表明:随着颗粒粒径... 为研究颗粒参数对列车增黏撒砂喷射行为的影响,利用可视化检测技术开展不同颗粒粒径、形状和密度下喷射行为试验,分析各因素对喷射速度、扩散角度的影响权重,探究不同颗粒在撒砂装置内部运动特征及影响机理。研究结果表明:随着颗粒粒径、密度的增大,颗粒喷射速度和扩散角度均逐渐减小,不规则颗粒的扩散角度普遍大于近圆形颗粒的扩散角度;喷射速度显著影响因素权重(从大至小)为:粒径、密度;扩散角度显著影响因素权重(从大至小)为:形状、粒径;颗粒粒径和密度与所受气固耦合力成正比,与初始时刻颗粒加速度成反比,不规则颗粒的碰撞次数高于近圆形颗粒的碰撞次数;根据耦合力和动能的变化规律将颗粒运动特征分为加速和稳定两个阶段,初始时刻颗粒加速决定颗粒在稳定阶段所获动能大小。 展开更多

关键词 增黏硬质颗粒 喷射速度 扩散角度 气固两相流仿真 颗粒运动特征

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基于遗传算法的实测轮轨蠕滑曲线模拟

7

作者 张洪吉 安博洋 +3 位作者 王小韬 陶功权 丁昊昊 王平 《铁道标准设计》 北大核心 2024年第8期71-77,共7页

轮轨黏着-蠕滑特性直接影响着轮轨系统的工作性能和列车的运行安全。为在轮轨接触数值模型中合理地表征实测黏着-蠕滑曲线的影响,在KP模型和改进FASTSIM模型的基础上,提出了黏着-蠕滑特征参数初值计算方法,结合遗传算法设计参数拟合过... 轮轨黏着-蠕滑特性直接影响着轮轨系统的工作性能和列车的运行安全。为在轮轨接触数值模型中合理地表征实测黏着-蠕滑曲线的影响,在KP模型和改进FASTSIM模型的基础上,提出了黏着-蠕滑特征参数初值计算方法,结合遗传算法设计参数拟合过程并选取合适的适应度函数,形成了一种获取描述轮轨黏着-蠕滑特性特征参数的通用方法,随后以160 km/h速度的实测蠕滑数据为例,分析对比了本文算法拟合蠕滑曲线的计算效率及与理想工况下局部接触结果的差异。研究表明:(1)本文提出的算法在拟合不同速度工况对应的实测黏着-蠕滑曲线时均具有较高的精度,提出的拟合特征参数取值范围提高了遗传算法收敛速度,与遍历法相比计算速度提高18.5倍;(2)考虑潮湿环境实测轮轨黏着-蠕滑曲线时,轮轨黏滑分布、切向接触应力较干态理想工况有显著差异,主要体现在接触斑最大切向接触应力减小、滑动区面积随蠕滑率增大的速度减缓等。本文算法满足车辆-轨道耦合动力学数值仿真要求,可更真实地模拟实际环境条件下的轮轨相互作用。 展开更多

关键词 轮轨蠕滑曲线 轮轨黏着-蠕滑特性 遗传算法 轮轨接触 蠕滑率

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硬度匹配对轮轨滚动接触疲劳损伤行为的影响规律研究

8

作者 贾劭飞 李英奇 +5 位作者 周韶博 刘佳朋 王泓豪 丁昊昊 刘启跃 王文健 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第S01期415-421,共7页

随着我国铁路的高速发展,轮轨在服役过程中的疲劳损伤问题愈加突出,因此,本工作利用MJP-30A滚动磨损与接触疲劳试验机研究轮轨滑差率、轮轨硬度比对滚动接触疲劳裂纹发展的影响。结果表明:滑差率较小时,疲劳裂纹较短,且裂纹沿着表面小... 随着我国铁路的高速发展,轮轨在服役过程中的疲劳损伤问题愈加突出,因此,本工作利用MJP-30A滚动磨损与接触疲劳试验机研究轮轨滑差率、轮轨硬度比对滚动接触疲劳裂纹发展的影响。结果表明:滑差率较小时,疲劳裂纹较短,且裂纹沿着表面小角度扩展;滑差率大时,切向力增大,表层裂纹会被磨掉。循环转数小时,裂纹均停留在试样表层,扩展不明显;循环转数过大时,枝裂纹扩展相互连接形成网状。对比不同硬度材料的裂纹扩展试验发现:不同硬度匹配对裂纹扩展有着较大影响,硬度高的材料表面塑性变形较小,裂纹扩展速度慢,裂纹长度、宽度以及深度都较小;硬度低的材料裂纹扩展速度快,裂纹长度、宽度以及深度都有所增加。裂纹在试样中不同深度处的扩展速度有着较大差异,在靠近试样表面的裂纹需要克服的扩展阻力较大,故大多裂纹都停留在塑性变形层区域;一旦裂纹突破至基体区域,裂纹的扩展速度就会急剧增加。 展开更多

关键词 疲劳裂纹 硬度匹配 滑差 塑性变形 微观组织

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表面织构对滑动电接触界面摩擦学行为的影响

9

作者 王东伟 李发强 +2 位作者 黄起昌 赵阳 丁昊昊 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期137-147,179,共12页

目的利用表面织构减摩抗磨的优良特性,将其应用于电接触摩擦表面,探讨它对滑动电接触界面摩擦磨损及电接触可靠性的影响。方法利用激光系统制备2种织构,即方坑型表面织构(SPT)和沟槽型表面织构(GT),并与光滑表面的载流摩擦学信号进行对... 目的利用表面织构减摩抗磨的优良特性,将其应用于电接触摩擦表面,探讨它对滑动电接触界面摩擦磨损及电接触可靠性的影响。方法利用激光系统制备2种织构,即方坑型表面织构(SPT)和沟槽型表面织构(GT),并与光滑表面的载流摩擦学信号进行对比分析。利用ABAQUS模拟试验,分析界面接触应力、电压和位移的变化特性。结果随着试验的进行,GT表面的摩擦因数逐渐增大,并与光滑表面达到同一水平(0.7),SPT表面的摩擦因数在整个试验过程中始终较低(0.4)。光滑表面在电接触过程中发生了多频振动现象,2种织构表面的振动信号非常微弱,尤其是SPT表面,仅出现了100 Hz的振动频率。光滑表面和GT表面出现较严重的磨损现象,而SPT表面磨损轻微。有限元分析结果表明,表面织构的存在能够避免应力集中现象,GT表面的应力较大(90MPa),且始终分布在沟槽棱边。结论在电接触状态下,2种织构表面均能不同程度地降低界面的摩擦因数和摩擦力,其中SPT表面的减摩降磨效果最显著。GT表面沟槽棱边的损伤和磨屑堆积是导致其逐渐失去减摩效果的主要原因。模拟分析结果证实,SPT表面织构的存在能避免应力集中,有利于改善磨损和降低振动强度。虽然GT表面的最大应力分布也具有时变特征,但是其值较大,且分布在沟槽棱边,导致沟槽织构的减摩效果逐渐减弱。 展开更多

关键词 表面织构 滑动电接触 摩擦磨损 试验测试 有限元分析

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三种钢轨材料与车轮匹配时滚动磨损与损伤行为 被引量：22

10

作者 丁昊昊 付志凯 +3 位作者 郭火明 周琰 王文健 刘启跃 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第3期233-239,共7页

利用WR-1轮轨滚动磨损试验机研究了U71Mn、PD3、PG4三种钢轨与AAR-B车轮材料匹配时的滚动磨损与损伤性能.结果表明:不同钢轨材料的微观组织结构明显不同,钢轨硬度对轮轨滚动摩擦系数基本无影响;随钢轨硬度增加,钢轨磨损率减小,车轮磨损... 利用WR-1轮轨滚动磨损试验机研究了U71Mn、PD3、PG4三种钢轨与AAR-B车轮材料匹配时的滚动磨损与损伤性能.结果表明:不同钢轨材料的微观组织结构明显不同,钢轨硬度对轮轨滚动摩擦系数基本无影响;随钢轨硬度增加,钢轨磨损率减小,车轮磨损率增大,轮轨系统总磨损率先减小后增大.随试验时间增加,不同钢轨试样的硬化率趋于一致,车轮试样硬化率随钢轨试样硬度的增加而变大,轨轮硬度比随试验时间增加趋于相同.钢轨材料对轮轨试样表面损伤形貌有一定影响,随钢轨硬度增加轮轨表面犁沟现象明显,钢轨试样表面剥落损伤减轻且塑性变形层变薄,出现了明显的疲劳裂纹损伤,钢轨硬度增加导致车轮试样表面剥落加重且塑性变形层变厚;轮轨试样表层出现明显的白层现象,且车轮试样的白层更厚. 展开更多

关键词 轮轨材料 材料匹配 摩擦 磨损 损伤

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轴重对轮轨材料滚动磨损与损伤行为影响 被引量：13

11

作者 丁昊昊 王文健 +2 位作者 郭俊 刘启跃 朱旻昊 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第10期35-41,共7页

利用WR-1轮轨滚动磨损实验机研究不同轴重下轮轨材料滚动磨损与损伤性能。结果表明:轮轨试样磨损率均随轴重增加呈现线性增加趋势,且钢轨试样磨损率大于车轮试样磨损率。轮轨试样硬化率均随时间呈现先增加后趋于稳定的变化趋势,轮轨试... 利用WR-1轮轨滚动磨损实验机研究不同轴重下轮轨材料滚动磨损与损伤性能。结果表明:轮轨试样磨损率均随轴重增加呈现线性增加趋势,且钢轨试样磨损率大于车轮试样磨损率。轮轨试样硬化率均随时间呈现先增加后趋于稳定的变化趋势,轮轨试样塑变层厚度和硬化率均随轴重增加而增大,且车轮试样硬化率大于钢轨。车轮试样和钢轨试样表面损伤形貌不同,车轮试样表面表现为垂直于滚动方向的疲劳裂纹,钢轨试样表面表现为裂纹和块状剥落,轮轨试样表面损伤均随轴重增加而更加严重;车轮试样表面裂纹疲劳断裂和钢轨试样表面块状剥落形成磨屑,成分主要为Fe2O3和马氏体,随轴重增加,磨屑尺寸呈现增大趋势,但成分与含量无明显变化。 展开更多

关键词 轴重 轮轨材料 磨损 损伤 疲劳裂纹

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基于MATLAB的凸轮轮廓曲线设计 被引量：1

12

作者 丁昊昊 牛成亮 +1 位作者 蒋超猛 龚伟 《科技传播》 2011年第15期176-176,174,共2页

凸轮机构的运动设计主要包括从动件运动规律的确定和凸轮轮廓曲线的设计等。通常是先确定从动件的运动规律,然后根据从动件的运动规律确定凸轮的轮廓曲线。本文是在从动件运动规律确定的情况下,利用MATLAB强大的数据处理功能来确定凸轮... 凸轮机构的运动设计主要包括从动件运动规律的确定和凸轮轮廓曲线的设计等。通常是先确定从动件的运动规律,然后根据从动件的运动规律确定凸轮的轮廓曲线。本文是在从动件运动规律确定的情况下,利用MATLAB强大的数据处理功能来确定凸轮轮廓曲线。本文以尖底直动从动件盘形凸轮为例,对其凸轮轮廓曲线进行设计。结果表明:在从动件运动规律确定的情况下,利用MATLAB软件,可以很方便的得到相应的轮廓曲线。 展开更多

关键词 凸轮机构 凸轮轮廓曲线 MATLAB

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激光熔覆铁基合金对轮轨材料磨损与损伤性能的影响 被引量：14

13

作者 付志凯 王文健 +3 位作者 丁昊昊 张勇强 刘启跃 朱旻昊 《材料热处理学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第8期217-222,共6页

利用CO2多模激光器在轮轨材料表面进行激光熔覆,分析了铁基合金熔覆层的微观组织结构与显微硬度,利用MMS-2A微机控制摩擦磨损试验机研究了激光熔覆处理前后轮轨试件的滚动磨损与损伤性能。结果表明:轮轨试件熔覆处理后,熔覆层主要由共... 利用CO2多模激光器在轮轨材料表面进行激光熔覆,分析了铁基合金熔覆层的微观组织结构与显微硬度,利用MMS-2A微机控制摩擦磨损试验机研究了激光熔覆处理前后轮轨试件的滚动磨损与损伤性能。结果表明:轮轨试件熔覆处理后,熔覆层主要由共晶组织和枝晶组织组成;受凝固条件影响结合区附近主要为较为粗大的晶体组织,中部至表层出现胞状晶和树枝晶;激光熔覆组织中的Fe与Ni元素形成(Fe,Ni)固溶体,Cr容易与C结合形成硬度较高的碳化物。轮轨材料激光熔覆处理后表面硬度分别提高约122.6%和141.6%,未处理轮轨试件磨损率较高,出现了明显的塑性流变变形且存在明显的疲劳裂纹,磨损机制主要为疲劳磨损;轮轨试件激光熔覆处理明显降低了磨损率,磨损机制主要为轻微疲劳磨损。 展开更多

关键词 激光熔覆 轮轨 微观组织 铁基合金 磨损率

原文传递

高速列车转向架防冰雪设计研究进展 被引量：3

14

作者 郑强 丁昊昊 +3 位作者 贺家豪 王文健 郭俊 刘启跃 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第12期64-74,共11页

随着中国高寒地区铁路运输的发展,高速列车在高寒、风雪、霜冻等恶劣环境中运行面临严峻的考验,不仅会增加铁路系统的运营成本,还直接影响到列车运行的安全性和稳定性。列车底部处于无封闭状态,而且裸露在外的转向架结构又极其复杂,造... 随着中国高寒地区铁路运输的发展,高速列车在高寒、风雪、霜冻等恶劣环境中运行面临严峻的考验,不仅会增加铁路系统的运营成本,还直接影响到列车运行的安全性和稳定性。列车底部处于无封闭状态,而且裸露在外的转向架结构又极其复杂,造成在高寒地区运行的列车存在转向架结冰积雪等新问题,目前尚无高效的解决方案。先对列车转向架区域结冰积雪状态、规律及形成机理进行了总结,提出影响结冰积雪状态的主要因素,包括雪粒在气场中的运动情况、转向架底部流场情况和转向架底部压差。详细阐述了国内外列车防冰雪及解决转向架积雪结冰问题在近年来的研究进展。随着新材料研发和表面技术水平的提高,具有抗覆冰效果的超疏水表面功能涂层成为一种切实有效的措施。结合已有的金属基体表面降低冰雪附着强度和延缓结冰时间的研究成果,整理出构造微/纳米粗糙结构及降低材料低表面能的具体方法,探讨了超疏水材料在防冰雪方面的应用,并以此基础提出了转向架防冰雪设计的研究方向。 展开更多

关键词 转向架 高寒地区 防冰雪 流场结构 超疏水 低表面能 微/纳米结构

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等温淬火球墨铸铁滚动磨损与损伤性能 被引量：3

15

作者 付志凯 王文健 +2 位作者 丁昊昊 顾凯凯 刘启跃 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第5期75-80,共6页

利用不同热处理方式和球化工艺,获得两种显微组织和不同硬度的等温淬火球墨铸铁(Austempered Ductile Iron,ADI)材料,利用MMS-2A微机控制摩擦磨损试验机对比研究了两种等温淬火球墨铸铁材料、车轮材料与U71Mn钢轨匹配时的滚动磨损与损... 利用不同热处理方式和球化工艺,获得两种显微组织和不同硬度的等温淬火球墨铸铁(Austempered Ductile Iron,ADI)材料,利用MMS-2A微机控制摩擦磨损试验机对比研究了两种等温淬火球墨铸铁材料、车轮材料与U71Mn钢轨匹配时的滚动磨损与损伤性能。结果表明:ADI材料与U71Mn钢轨匹配时的摩擦因数明显小于车轮材料;由于ADI材料具有自润滑效果导致其磨损率明显小于车轮材料,ADI材料的自润滑性能也降低了对摩副U71Mn钢轨的磨损率,其中含有较大球状石墨和较少残余奥氏体的ADI2材料和对摩副U71Mn钢轨的磨损率最小;ADI材料的磨损机制主要表现为轻微疲劳磨损,对摩副U71Mn钢轨的磨损机制主要表现为黏着和轻微疲劳磨损,而轮轨材料匹配时的塑性流动层显著,损伤以表面疲劳裂纹和剥层损伤为主。 展开更多

关键词 等温淬火球墨铸铁 自润滑 磨损率 损伤

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添加不同固体润滑剂铁基合金激光熔覆涂层的干滑动摩擦磨损性能 被引量：1

16

作者 杨文斌 李仕宇 +4 位作者 肖乾 丁昊昊 慕鑫鹏 杨春辉 陈道云 《机械工程材料》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期57-67,共11页

采用激光熔覆技术在CL60车轮钢表面分别制备不同含量WS_(2)(质量分数0~8.0%)和CaF_(2)(质量分数5.0%)固体润滑剂以及不同含量h-BN(质量分数0~2.0%)和CaF_(2)(质量分数0~2.0%)固体润滑剂的铁基合金涂层,对比研究了添加不同固体润滑剂铁... 采用激光熔覆技术在CL60车轮钢表面分别制备不同含量WS_(2)(质量分数0~8.0%)和CaF_(2)(质量分数5.0%)固体润滑剂以及不同含量h-BN(质量分数0~2.0%)和CaF_(2)(质量分数0~2.0%)固体润滑剂的铁基合金涂层,对比研究了添加不同固体润滑剂铁基合金涂层的显微组织以及干滑动摩擦磨损行为和磨损机制。结果表明:所有涂层均主要由树枝晶和共晶组织组成,表面硬度均达到约800 HV,约为CL60钢的2倍。随着WS_(2)含量的增加,WS_(2)+CaF_(2)/铁基合金涂层的摩擦因数降低,磨损质量损失先降低后基本稳定,当WS_(2)质量分数为6.0%时,磨损质量损失最低,与未添加固体润滑剂的铁基合金涂层相比降低了26.7%,此时孔隙最少,磨损表面损伤轻微,磨损机制为磨粒磨损。随着h-BN含量的增加以及CaF_(2)含量的降低,h-BN+CaF_(2)/铁基合金涂层的摩擦因数与磨损质量损失均先降后增,且当CaF_(2)和h-BN的质量分数均为1.0%时,稳定摩擦因数与磨损质量损失均最小,与未添加固体润滑剂的铁基合金涂层相比,分别降低了32.7%和33.3%,此时晶粒最细小,组织最为致密,磨损表面以细小磨痕为主,磨损机制为轻微的磨粒磨损。 展开更多

关键词 车轮钢 激光熔覆 固体润滑材料 显微组织 摩擦磨损性能

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表面摩擦因数对颗粒螺旋输送动力学特性的影响 被引量：1

17

作者 许志洋 孟凡净 丁昊昊 《机床与液压》 北大核心 2022年第14期136-140,共5页

为研究螺旋输送机工作表面摩擦因数对颗粒输送动力学特性的影响,采用离散单元法建立了螺旋输送机的三维离散元数值模型,分析不同表面摩擦因数下颗粒输运速度、作用力矩和作用能量。研究结果表明:随着表面摩擦因数增加,颗粒平均速度变化... 为研究螺旋输送机工作表面摩擦因数对颗粒输送动力学特性的影响,采用离散单元法建立了螺旋输送机的三维离散元数值模型,分析不同表面摩擦因数下颗粒输运速度、作用力矩和作用能量。研究结果表明:随着表面摩擦因数增加,颗粒平均速度变化不大,但速度波动呈先增大后稳定趋势;随着表面摩擦因数增加,作用在内圆柱面和螺旋面上的力矩和能量均呈现增大趋势,力矩和能量的波动更加剧烈;作用在螺旋面上的力矩和能量要远大于作用在内圆柱面上的力矩和能量。合理降低螺旋面的表面摩擦因数可减小输运振动,提高螺旋输送机输运效率。 展开更多

关键词 螺旋输送机 表面摩擦因数 动力学特性

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重载铁路磨耗与接触疲劳失效车轮损伤机制研究

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作者 窦随权 张晓峰 +4 位作者 张沭玥 丁昊昊 王文健 刘启跃 周仲荣 《表面技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第23期131-142,168,共13页

目的分析重载铁路车轮材料磨损与滚动接触疲劳损伤的失效机制。方法用维氏硬度计在现场失效车轮横截面上测量轮缘、名义滚动圆及外轮辋处的表面硬度分布。用线切割机在车轮轮缘、名义滚动圆、外轮辋处分别沿纵剖面及横截面切割车轮,将... 目的分析重载铁路车轮材料磨损与滚动接触疲劳损伤的失效机制。方法用维氏硬度计在现场失效车轮横截面上测量轮缘、名义滚动圆及外轮辋处的表面硬度分布。用线切割机在车轮轮缘、名义滚动圆、外轮辋处分别沿纵剖面及横截面切割车轮,将试样经金相处理后进行微观分析。利用光学显微镜和扫描电子显微镜观测车轮材料表面及剖面损伤。结果踏面剥离车轮名义滚动圆及外轮辋处的加工硬化层深度为磨耗过限车轮的约2倍;磨耗过限车轮和踏面剥离车轮损伤失效最严重的区域均在踏面名义滚动圆处,而轮缘与外轮辋相对较轻微;磨耗过限车轮名义滚动圆处疲劳裂纹较小、较浅,且均匀分布于车轮纵剖面,而踏面剥离车轮疲劳裂纹近乎遍布整个车轮剖面,多条裂纹交织形成网状裂纹。踏面剥离车轮在名义滚动圆处的加工硬化层深度、最大裂纹角度、最大裂纹长度及最大裂纹深度分别可达6 mm、90°、2.5 mm、1 mm,分别约为磨耗过限车轮的2、2.5、2、1.5倍。结论磨耗过限车轮损伤失效起因是较大且频繁的轮轨接触应力所导致的车轮踏面凹形磨耗,改变了轮轨接触状态,进而导致车轮材料失效。踏面剥离车轮损伤形成的根本原因是多条疲劳裂纹的萌生并持续扩展,最终交织形成大面积网状裂纹,进而导致材料破碎。同时,外界环境的水介质进入裂纹中会改变裂纹扩展方向,并加速裂纹的扩展。磨耗过限车轮廓形磨损程度大于踏面剥离车轮,而其滚动接触疲劳损伤程度小于踏面剥离车轮,即车轮现场服役中材料磨损与滚动接触疲劳间存在互相制约的关系。 展开更多

关键词 列车车轮 名义滚动圆 轮缘 外轮辋 磨耗 剥离 滚动接触疲劳

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两种热处理钢轨焊接接头冲击磨损与损伤性能研究 被引量：8

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作者 向鹏程 蒋文娟 +3 位作者 丁昊昊 王文健 郭俊 刘启跃 《摩擦学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第3期382-392,共11页

研究了过共析钢轨焊接接头淬火和正火后不同区域的硬度与微观组织,利用冲击磨损试验机对不同区域进行冲击试验,分析了各区域冲击磨损与损伤特性.结果表明:钢轨焊接接头分为母材区、焊缝区和热影响区.母材区微观组织为片层状珠光体,焊缝... 研究了过共析钢轨焊接接头淬火和正火后不同区域的硬度与微观组织,利用冲击磨损试验机对不同区域进行冲击试验,分析了各区域冲击磨损与损伤特性.结果表明:钢轨焊接接头分为母材区、焊缝区和热影响区.母材区微观组织为片层状珠光体,焊缝区为珠光体与先共析铁素体且正火后铁素体含量较多,热影响区淬火后为粒状珠光体而正火后存在少量片层状珠光体.焊接接头不同区域硬度大小为母材区>淬火焊缝区>正火焊缝区>正火热影响区>淬火热影响区.硬度越低的区域,冲击深度和磨损体积越大.母材区冲击损伤轻微,表面呈轻微剥落;焊缝区损伤较严重,出现明显裂纹且正火后损伤较淬火后严重;热影响区损伤最为严重且正火后损伤较淬火后略轻微. 展开更多

关键词 钢轨焊接接头 淬火 正火 冲击磨损 冲击损伤

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油酸修饰纳米BN/TiN润滑添加剂的摩擦学性能研究 被引量：8

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作者 孟凡善 李征 +2 位作者 丁昊昊 王文健 刘启跃 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期160-167,共8页

使用油酸对BN,TiN,BN/TiN纳米添加剂进行表面改性修饰,通过傅里叶红外光谱仪进行表征,利用四球摩擦磨损试验机考察润滑油纳米添加剂的摩擦学性能。结果表明:油酸成功枝接在纳米颗粒表面,提高其分散性能。与纯基础油相比,纳米添加剂工况... 使用油酸对BN,TiN,BN/TiN纳米添加剂进行表面改性修饰,通过傅里叶红外光谱仪进行表征,利用四球摩擦磨损试验机考察润滑油纳米添加剂的摩擦学性能。结果表明:油酸成功枝接在纳米颗粒表面,提高其分散性能。与纯基础油相比,纳米添加剂工况摩擦因数降低11.7%,磨斑直径降低29.5%,磨斑表面未出现起皮脱落现象,沟槽深度、宽度明显降低,混合BN/TiN纳米添加剂表现出协同润滑作用。纳米BN,TiN颗粒能够进入摩擦副中,起到微轴承作用,降低摩擦磨损,进入摩擦副中的纳米BN与摩擦副基体材料发生化学反应,生成氮化硼、氧化硼、氧化铁等物质修复磨损表面。 展开更多

关键词 纳米添加剂 BN TIN 自修复 润滑机理

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