重载铁路辙叉用新型贝氏体钢的应用基础研究

根据我国重载铁路辙叉发展要求,在已有发明应用的客运铁路贝氏体钢辙叉基础上,研究重载铁路辙叉用新型贝氏体钢,满足辙叉心轨大尺寸下,热处理空冷态得到贝氏体组织,获得高强高韧性能,代替传统高锰钢辙叉材料。研究表明:研制的新型重载辙叉心轨贝氏体钢成分设计实现了在正火空冷态获得奥氏体-贝氏体复合组织,贝氏体组织为无碳化物贝氏体;奥氏体-贝氏体复合组织具有优异的综合力学性能,断裂强度高达1 400 MPa,V型缺口的锻后回火态试样的冲击强度高达39.8 J。     

材料科学与工程学院 省级重点实验室研究领域及方向

稀土功能材料-室温磁致冷材料研究、稀土永磁材料、稀土发光材料。高性能结构材料-新型镁台金工艺及应用、耐磨耐蚀材料及复合材料、铁路辙叉新材料、纳米复合材料电子材料-铁电薄膜材料、晶体材料、大容量离子电容器     

机车车轮与重载辙叉的接触与残余应力分析

针对大秦重载线路道岔辙叉区疲劳伤损、裂纹、剥离掉块等问题,利用JM3机车车轮型面和标准75 kg/m钢轨12号辙叉型面,建立机车车轮和辙叉区三维有限元接触模型,对辙叉等效应力、表面接触应力和内部残余应力进行有限元弹塑性分析;结果表明:翼轨上距离理论尖端240 mm位置的MISES应力最大,达到1 537 MPa,进入塑性变形阶段,塑性应变会引起材料的残余应力和残余变形;距理论尖端240~420 mm区段残余应力较大,最大可达到945 MPa,主要分布深度在0.5mm左右;机车通过辙叉区段平顺性良好,最大变形相差不大,但距离理论尖端480 mm位置的最大残余变形超出其他位置,达到0.087 mm,该截面位置翼轨磨耗会相对严重.     

重载铁路车辆车轮与辙叉型面匹配研究

道岔是重载铁路最为薄弱环节之一,针对大秦重载铁路道岔的磨耗磨损问题,通过轮轨型面测量仪测得大秦线路磨耗后道岔型面数据,建立车辆车轮标准型面与不同辙叉型面的有限元模型,计算分析在轴重作用下的匹配情况.结果表明:车轮通过磨耗后辙叉时接触斑相对细长,使车轮与辙叉产生较大的应力集中,随着辙叉磨耗程度的增加,应力集中愈加明显;在不同轴重作用下,轴重的增加使接触斑面积增大,弹塑性变形也有助于降低轮叉接触应力的变化率.     

含硼合金化高锰钢鄂板的应用研究

研究了合金化高锰钢鄂板材料的组织、力学性能,分析了其耐磨性,结果表明含硼合金化高锰钢鄂板.寿命较原来的普通高锰钢提高了2.3倍;合金元素B,Cr,RE改善了高锰钢的组织和性能,是颚式破碎机鄂板寿命提高的主要原因;合金化高锰钢的韧脆转变温度为-20℃.     

真空消失模法制备高锰钢表面耐磨材料的研究

为了提高高锰钢表面初始硬度,采用真空消失模铸造工艺(V-EPC)对高锰钢表面合金化进行了研究,分析了合金铸渗层的组织和性能.结果表明,合金铸渗层由表及里分为3个区域,即烧结区、过渡区和熔合区,其与基体呈冶金结合.该材料表面合金层具有良好抗磨性能.     

高含盐饱和细砂区路涵及其过渡段沉降变形数值模拟分析

本文以锡北铁路为研究背景,分析在盐渍土地基上铁路线路的沉降规律。对高含盐饱和细砂区铁路涵洞及过渡段的工后沉降进行分析。涵洞地基采用碎石桩复合地基,利用ANSYS有限元软件对高含盐饱和细砂区涵洞及过渡段地基模型进行沉降变形计算,并采用Burgers模型进行流变模拟分析,采用其他地区的材料参数,通过模型的参数反演加以改进,从而验证地基处理的有效性。通过计算得到涵洞及过渡段的工后沉降变化结果,涵洞及地基土的蠕变变形,验证碎石挤密桩加固地基有效可靠,沉降满足规范要求,保证铁路线路安全平稳。     

奥氏体—贝氏体球铁的耐磨性

本文利用残余奥氏体的加工硬化特征,从抗磨材料角度出发,研究了合金元素铜、钼和热处理规范对奥-贝球铁的组职和性能、残余奥氏体量及其稳定性的影响。同时,对此高锰钢,研究了不同热处理规范的奥-贝球铁在小能量冲击载荷下的耐磨性,并首次将奥-贝球铁应用于颚式破碎机齿板上。实验室试验及生产现场运行结果表明,其耐磨性均优于高锰钢,约提高15～30％。     

钒合金化高锰钢的研究

本文对高锰钢制工件进行了失效分析;并研究了不同釠含量对高锰钢的组织和力学性能的影响,目的在于寻求提高无冲击或轻冲击载荷和低压力条件下高锰钢的击耐磨性能。     

我院“60kg/m钢轨12号单开道岔组合辙叉”科研项目通过铁道部鉴定

由四川工业学院栾道成、魏成富两位教授研制的新一代高性能铁路道岔耐磨材料 (替代传统高锰钢 )与铁道部科学研究院、浙江贝尔集团共同研制开发的“6 0ｋｇ/ｍ钢轨 12号单开道岔组合辙叉” ,经郑州铁路局、沈阳铁路局、广州铁路局试运行一年后 ,于 2 0 0 0年 1月 12日在郑州由铁道部主持会议 ,有全国八大铁路局及北方交通大学等有关专家参加的成果鉴定会 ,顺利通过铁道部鉴定。专家一致评定该成果达到国际先进水平 ,铁路道岔新材料应用属国内首创 ;新型道岔使用寿命和运载能力比传统高锰钢材质至少提高一倍以上 ,建议在准高速、提速 ,非提速…     

步履顶推施工过程中钢槽梁局部受力分析

南昆铁路跨线桥钢槽梁的施工采用多台步履式顶推装置同步整体顶推的施工方案。为了研究施工过程中钢槽梁与顶推装置接触位置的局部受力状况,采用大型通用有限元软件ANSYS建立与步履式顶推装置接触位置的钢槽梁段的空间仿真模型,分析钢槽梁在顶推过程中的受力特性及应力分布情况,确保施工安全。     

铬钼合金化对高锰钢疲劳性能的影响

研究了铬钼合金化对高锰钢疲劳和耐磨性能的影响.旋转弯曲疲劳试验和疲劳断口分析结果表明,铬钼合金化后,高锰钢的抗拉强度和屈服强度都有所提高,而延伸率、冲击韧性和疲劳极限降低.在低循环应力条件下,Cr和Mo的质量分数分别为0.57%和0.34%的高锰钢的疲劳性能低于普通高锰钢,主要是弥散点状碳化物容易引发内部疲劳源,加快疲劳失效过程.     

基于CAN总线的铁路道口控制系统

针对现有铁路道口信号控制系统“定点报警”方式对快速列车和慢速列车的速度不能识别,造成道口关闭时机不合理、影响道口通过效率等问题,提出了一种基于CAN总线技术的单线铁路区段道口控制系统解决方案：使用“定时报警”方式,并模块化设计单线铁路区段道口信号控制系统.道口信号控制系统在列车接近道口传感器时,采集列车的速度并适时启动报警.实验表明,该系统能实现设计要求,提高道口通过效率.     

中国铁路钢桥的发展历程及展望

针对中国不同时期建造的铁路钢桥及相应的设计、建造背景,阐述了中国铁路桥梁发展的辛酸历程,提出了铁路钢桥仍需解决钢材高强、车桥耦合共振、大跨度带来的一系列振动等关键技术问题。最后,指出建造铁路钢桥的核心问题是钢材料品质、建造技术及相应的机械设备。实践证明,中国铁路桥梁建设已经取得了巨大的成就,但要成为世界桥梁设计、建设的领头羊仍需加倍努力。     

小净距交叉隧道爆破方案研究

新建隧道从既有铁路隧道上方穿过,形成空间立体交叉隧道,两隧道最小净距为1．365m．新建隧道在距交叉点10m以外采用方案一爆破施工,10133以内采用方案二爆破施工,同时对既有铁路隧道衬砌进行了振速监测,以期指导新建隧道的爆破施工．研究表明,这两种不同的爆破方案,有效地减弱了新建隧道爆破振动对既有铁路隧道的影响,在满足既有铁路隧道衬砌安全的情况下,新建隧道最终安全通过小净距段,且没有影响工期;同时,研究发现,径向振动速度最大,且频率较低,属易破坏方向．     

高烈度地震区铁路桥梁新型耗能防落梁装置研究

为了解决目前铁路桥梁传统防落梁装置的不足,研发了适用于高烈度地震区铁路桥梁新型波纹钢耗能防落梁装置。推导建立了波纹钢耗能防落梁装置的力学性能计算公式,提出了铁路桥梁用耗能防落梁装置简化设计方法,并开发了装置的设计分析软件,开展了耗能防落梁装置力学性能试验研究,以渝昆高铁8度地震区某典型大跨连续梁为研究对象,设计了大桥的耗能防落梁装置,并开展了装置对大桥抗震性能分析。结果表明：建立的耗能防落梁装置力学参数计算理论和设计方法正确,适应工程实际应用的要求,耗能防落梁装置滞回曲线饱满,耗能能力较强,低周疲劳性能良好。设计的耗能防落梁装置可以满足高速铁路大跨桥梁抗震性能要求,具有良好的减震、耗能和缓冲作用,可降低大跨连续梁桥梁端位移约25%。     

世界高速铁路发展及对钢铁材料要求

介绍了世界高速铁路发展及对钢铁材料要求。高速铁路对中国经济发展意义重大,而我们对高速铁路所用的钢轨及车轮生产的关键技术还不十分了解,因此有必要对此多加关注。