刚性接触网中浸金属碳滑板在不同法向载荷下的载流摩擦磨损性能

为了更好地模拟浸金属碳滑板的实际应用工况,设置试验滑动距离为1 000 km,使用环-块式载流摩擦磨损试验机模拟地铁列车在刚性接触网系统中的运行条件,研究浸金属碳滑板在不同法向载荷作用下的载流摩擦磨损性能。试验结果表明：随着法向载荷的增大,摩擦因数不断增大,电弧能量下降,载流效率不断升高,滑板的温度以及磨损率都呈现出下降的趋势;随着滑动距离的增加,滑板的磨损率逐渐降低最后趋于稳定。SEM电镜观察结果表明：法向载荷较低时,浸金属碳滑板表面产生了较多烧蚀坑和裂纹,其磨损形式主要表现为电弧烧蚀以及片状剥落;随着法向载荷增大,滑板表面出现划痕和磨屑,磨粒磨损现象较为明显。研究表明：适当增大法向载荷可以有效抑制电弧的烧蚀作用,减少滑板表面的裂纹和烧蚀坑,从而降低滑板的磨损。     

载流条件下的1Cr18Ni9Ti/浸金属碳摩擦磨损性能研究

在销-盘摩擦磨损试验机上试验了载荷、速度、电流对1Cr18Ni9Ti/浸金属碳对磨时的摩擦因数、磨损量及磨损形貌的影响。试验结果表明,载荷对1Cr18Ni9Ti/浸金属碳摩擦副的摩擦因数和销试样的磨损率有显著影响:载荷越大,摩擦因数越大,磨损率越低;摩擦因数、磨损率与速度的关系受载荷的制约。当低载时,以电流影响为主。销试样的磨损表面出现了粘着磨损,氧化磨损和电弧烧蚀。     

制动力对制动尖叫噪声及磨损特性的影响

在自行研制的新型摩擦制动噪声试验台上,采用锻钢制动盘和铜基粉末冶金制动片作为摩擦副,研究制动力对制动尖叫噪声特性和界面磨损特征的影响。结果表明:随着制动力的增大,摩擦系统不稳定振动加强,系统产生高强度制动尖叫噪声的倾向增强;制动力的增大导致摩擦界面磨损更加严重,黏着撕裂和剥落、犁削、磨屑堆积等"不平顺"因素对接触界面产生连续激励并加剧系统的不稳定振动,进一步诱导高强度制动尖叫噪声的产生。     

基于小波变换的摩擦噪声激励源的研究

在往复滑动试验机上作了金属摩擦噪声试验,试验期间同时测量了摩擦噪声、摩擦振动三维加速度和名义摩擦力等动态信号,这些信号含有与摩擦振动激励源有关的信息。应用小波变换技术对这些信号进行了分解,在对应摩擦振动主频的小波分解细节分量中,可以清楚地看出激励摩擦振动的摩擦力动态分量,从而说明了摩擦噪声是由波动变化的摩擦力所引发。     

摩擦力-相对滑动速度关系的实验研究

对金属往复滑动摩擦力-相对滑动速度的关系进行了试验研究，通过设计相对滑动速度曲线实现了无摩擦振动工况下的摩擦力-相对滑动速度关系的测量。文中还对摩擦振动工况下的摩擦力的测量作了探讨。本文的试验数据可作为摩擦振动和摩擦噪声理论研究的基础数据。     

摩擦噪声有限元预测

发展一种利用商业有限元软件进行摩擦系统全模型摩擦噪声预测的方法,可以对包括摩擦力和真实边界条件下的摩擦系统的复特征值进行分析,提出进行摩擦噪声预测的主要步骤.该方法能够大大提高摩擦噪声预测分析的精度和效率.利用该方法分析往复滑动摩擦系统的噪声发生趋势,获得系统特征方程的特征根及其变化特性,据此可判断摩擦系统自然频率和可能发生摩擦噪声的频率.计算结果表明,摩擦因数和滑动方向对系统摩擦噪声的形成有重要影响,摩擦噪声发生时摩擦系统具有振动模态重合的特点.将计算得到的系统可能发生摩擦噪声的频率与系统的试验噪声频率进行比较,发现有比较好的一致性.     

摩擦噪声发生过程中摩擦力变化的研究

在干摩擦条件下，摩擦噪声的发生与接触界面的摩擦有密切的关系。本文测量了摩擦噪声状态下的摩擦力，利用小波变换可以把信号分解成不同频率成份的特点，对摩擦力信号进行了小波分解，结果可以看出在同一个往复行程里从无摩擦噪声到发生摩擦噪声的过渡阶段摩擦力的变化。分析结果显示当摩擦噪声的强度比较弱时摩擦力的变化比较光滑，但当噪声强度比较大时，摩擦力有一个台阶状的变化。     

摩擦振动的时频特性

采用短时傅里叶变换(Short-time Fourier transform,STFT)和Zhao-Atlas-Marks分布(ZAMD)这两种时频分析技术对往复滑动条件下的摩擦振动时频特性进行研究。用例子探讨了这两种时频分析技术的特点,联合采用STFT 和ZAMD方法可得到较高的时频分辨率。对摩擦振动信号的时频特性研究表明,摩擦振动的频率从其初始形成到消失的全过程中基本没有发生变化,这个特性显示在摩擦振动的形成和消失过程中没有遇到结构非线性因素。还讨论了时频不变特性的物理意义,指出用模态耦合理论不能满意地解释摩擦振动有限和消失现象。     

接触网系统受流质量影响因素的试验研究

模拟接触网系统工况,在高速销盘式摩擦磨损试验机上研究了高速接触轨/受电靴系统的受流质量.考虑接触网系统的弹性,分析了速度、接触力和刚度等参数对接触轨/受电靴系统受流质量的影响,提出了该系统受流质量评价方法.试验结果表明:低速时,接触轨/受电靴系统能保持稳定受流,速度超过一定范围后,受流质量随速度的增加而变差;在试验范围内,接触力越大受流质量越好,且考虑接触网系统弹性时的受流质量比不考虑弹性时要好;受流质量的好坏,与滑动摩擦副的表面特性有关.     

浸金属碳滑板/铜银合金接触线载流摩擦磨损性能的试验研究

选取地铁刚性接触网中现役的浸金属碳滑板与铜银合金接触线为接触副,模拟地铁弓网的实际运行状况,在环-块式试验机上研究直流电流为200~400 A、法向载荷为15~40 N、滑动速度为40~120 km/h工况下浸金属碳滑板载流摩擦磨损性能。结果表明：摩擦因数随电流和滑动速度的增大而减小,随法向载荷的增大而增大;磨损量随电流和滑动速度的增大而增大,当电流较小时（如200 A）,磨损量和法向载荷之间存在一个阈值,当电流较大时（如400 A）,磨损量随法向载荷的增大而减小;滑板温度随电流的增大而增大,随法向载荷增大而减小,当电流较小时（如200 A）,滑板温度随速度的增大而增大,当电流较大时（如400 A）,滑板温度随速度的增大而减小;当电流为200~300 A时,其磨损机制主要为机械磨损,当电流为300~400 A时,其磨损机制主要为氧化磨损和电弧烧蚀。