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提速条件下钢轨伤损特点及钢轨伤损分类的研究

作　者: 邢丽贤
导　师: 周清跃
学　校: 中国铁道科学研究院
专　业: 载运工具运用工程
关键词: 提速线路钢轨伤损伤损分类疲劳断裂滚动接触疲劳(RCF)
分类号: U213.42
类　型: 博士论文
年　份: 2008年
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内容摘要

本文结合提速线路钢轨伤损的现场调查结果,对提速条件下钢轨的伤损特点进行了研究,重点对钢轨滚动接触疲劳伤损进行了分析研究,提出了修改我国钢轨伤损分类标准的建议。各铁路局有代表性的提速线路区段钢轨伤损情况调查的数据及分析结果表明：除传统伤损形式以外,又出现了一些钢轨伤损的新类型,主要有：直线钢轨交替不均匀侧面磨耗；钢轨滚动接触疲劳伤损；钢轨波浪状弯曲。本文分别对这三种新的钢轨伤损形式的特点及其形成原因进行了深入的分析研究,为预防和解决提速条件下的钢轨伤损问题提供了可靠依据。近年来随着铁路运输条件的变化,钢轨滚动接触疲劳伤损日益突出,不仅出现在曲线上股,还出现在下股和直线的轨距角及踏面中心部位,严重影响钢轨的使用寿命甚至危及行车安全。我国目前钢轨滚动接触疲劳伤损主要表现为轨头斜裂纹、隐伤和剥离掉块。本文针对广深、京广线以及进口热处理钢轨出现的滚动接触疲劳伤损,重点对轨头斜裂纹伤损、斜裂纹萌生机理以及扩展的全寿命模型进行了分析研究,讨论研究了钢轨强度等级、轨底坡对钢轨滚动接触疲劳(RCF)的影响,并提出相应预防对策及建议。在国内钢轨使用情况调查和检验分析的基础上,参考国内外钢轨伤损分类方法及有关各种典型伤损的资料,论述了我国铁路钢轨的伤损类型及其伤损状态和伤损原因,可以作为现场判断钢轨伤损类型、分析钢轨伤损原因的参考资料,同时也结合我国铁路伤损钢轨统计工作概况,提出了修改钢轨伤损分类标准的建议。该论文的研究成果与提速条件下铁路行车安全密切相关具有重要的现实意义。

全文目录

摘要  4-5
ABSTRACT  5-10
第一章绪论  10-29
  1.1 引言  10
  1.2 各国铁路运输发展的技术体系  10-12
  1.3 国内外钢轨使用概况及钢轨伤损研究综述  12-27
    1.3.1 日本高速铁路钢轨使用概况及钢轨伤损研究  12-14
    1.3.2 欧洲国家高速铁路钢轨使用概况及钢轨伤损研究  14-20
    1.3.3 我国铁路钢轨使用概况及钢轨伤损研究  20-21
    1.3.4 钢轨的工作环境、断裂及受力情况  21-27
  1.4 课题来源和本文的主要研究内容  27-29
第二章提速条件下钢轨伤损调查及新特点的研究  29-93
  2.1 提速条件下钢轨伤损的现场调查  29-69
    2.1.1 北京局部分工务段钢轨的使用和伤损情况  29-43
    2.1.2 广铁集团公司钢轨的使用和伤损情况  43-52
    2.1.3 上海局钢轨使用和伤损情况  52-69
  2.2 钢轨伤损类型分析  69-72
    2.2.1 钢轨冶金质量和表面缺陷引起的钢轨早期伤损  69-70
    2.2.2 无缝线路焊接接头的伤损  70
    2.2.3 有缝线路钢轨接头和螺栓孔裂纹伤损  70-71
    2.2.4 曲线线路钢轨的伤损  71
    2.2.5 钢轨重伤量与累计通过总重的关系  71-72
  2.3 提速条件下钢轨伤损的新类型、特点及原因分析  72-93
    2.3.1 焊接接头伤损  72-85
    2.3.2 提速线路钢轨伤损的新类型  85-92
    2.3.3 小结  92-93
第三章钢轨滚动接触疲劳(RCF)伤损的研究  93-114
  3.1 引言  93-94
  3.2 钢轨滚动接触疲劳(RCF)伤损  94-100
    3.2.1 广深线的钢轨滚动接触疲劳(RCF)伤损  94-95
    3.2.2 京广线曲线下股淬火轨剥离掉块伤损  95-97
    3.2.3 进口热处理钢轨的滚动接触疲劳(RCF)伤损  97-100
  3.3 广深线轨头斜裂纹伤损的失效分析  100-108
    3.3.1 踏面斜裂纹及断口的宏观形貌  100-102
    3.3.2 理化检验与分析  102-103
    3.3.3 轨头斜裂纹的形成机理分析  103-105
    3.3.4 钢轨滚动接触疲劳(RCF)裂纹的扩展模型  105-107
    3.3.5 轨头斜裂纹伤损位置及发展特点  107-108
  3.4 钢轨强度等级及轨底坡对钢轨滚动接触疲劳(RCF)影响  108-111
    3.4.1 强度等级对钢轨滚动接触疲劳(RCF)的影响  108-109
    3.4.2 轨底坡对钢轨滚动接触疲劳(RCF)的影响  109-111
  3.5 钢轨滚动接触疲劳(RCF)伤损危害严重  111-112
  3.6 钢轨滚动接触疲劳(RCF)的预防对策  112
  3.7 结论及建议  112-114
第四章钢轨伤损分类方法的研究  114-135
  4.1 钢轨伤损分类方法及其主要内容  114-122
    4.1.1 钢轨伤损分类方法  114-115
    4.1.2 钢轨伤损分类方法的主要内容  115-122
  4.2 在役钢轨伤损名称、伤损状态及伤损原因分析  122-124
  4.3 对修改我国钢轨伤损分类标准的建议  124-135
第五章结论与展望  135-141
参考文献  141-148
致谢  148-149
附录1 钢轨伤损状态及伤损原因分析  149-168
附录2 国际铁路联盟UIC712R-2002《钢轨伤损分类》的目录  168-169
附录3 UIC712R-2002《钢轨伤损分类》中伤损名称及伤损编号  169-172
附录4 伤损钢轨登记表  172-174
附录5 钢轨伤损名称中英文对照表  174-175
攻读博士学位期间发表的论文、参加的科研项目及获得的科研成果  175-176
详细摘要  176-188

提速条件下钢轨伤损特点及钢轨伤损分类的研究

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