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提速重載車(chē)輪踏面熱裂紋的斷裂力學(xué)安全評(píng)估

文檔作者: 習(xí)年生 李曉宇        文檔來(lái)源: 中國(guó)鐵道科學(xué)研究院鐵道科學(xué)技術(shù)研究發(fā)展中心
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更新時(shí)間: 2016年01月26日
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隨著我國(guó)鐵路提速重載運(yùn)輸?shù)陌l(fā)展,貨車(chē)車(chē)輪踏面承受的熱負(fù)荷作用越來(lái)越大,并由此產(chǎn)生較為嚴(yán)重的踏面熱裂紋及剝離掉塊等相關(guān)傷損。通過(guò)分析貨車(chē)車(chē)輪踏面熱裂紋產(chǎn)生機(jī)理,結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)觀察到的車(chē)輪踏面熱裂紋位置和形態(tài),建立了位于踏面中部的半橢圓形熱裂紋模型。根據(jù)斷裂力學(xué)知識(shí),推導(dǎo)確定出裂紋形態(tài) a/c比值、裂紋面名義正應(yīng)力σ nom 、疲勞門(mén)檻值ΔKth和斷裂韌度IC K 為影響車(chē)輪斷裂的主要因素,并采用典型車(chē)輪應(yīng)力估算了車(chē)輪踏面熱裂紋的安全尺寸和容限尺寸。評(píng)估得到的車(chē)輪踏面熱裂紋的安全尺寸約為0.08~0.16mm,容限尺寸約為10.0~27.0mm,二者均受車(chē)輪應(yīng)力影響較大。但考慮車(chē)輪踏面在制動(dòng)過(guò)程中的馬氏體相變,可以認(rèn)為車(chē)輪踏面基本不存在熱裂紋安全尺寸。

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