兩種軌道扣件彈條失效分析及有限元模擬分析.pdf

1、扣件是連接鋼軌和軌枕使之形成軌排的部件，對保證軌道穩(wěn)定性、可靠性起到重要作用，對鐵路運輸?shù)陌踩鹬匾绊?。Ⅲ型扣件是一種為高速重載鐵路設(shè)計的新型無螺栓無擋肩扣件，由彈條、預(yù)埋鐵座、絕緣擋塊和鋼軌緩沖墊組成。SK115型扣件是高速鐵路用的一種扣件，具有高彈程等優(yōu)點?？奂趯嶋H使用中，由于彈條與預(yù)埋鐵座或螺栓接觸界面之間的摩擦磨損及材料性能等的影響，導(dǎo)致受力接觸面積變化，造成彈條在其使用壽命周期內(nèi)發(fā)生松動或斷裂失效問題，使扣件系統(tǒng)扣壓力變

2、小，即彈條發(fā)生失效。
　　 本論文以失效的彈條為研究對象，結(jié)合顯微硬度儀、光學(xué)顯微鏡(OM)、體式顯微鏡、掃描電子顯微鏡(SEM)等分析彈條的失效機理;并運用Solidworks和ABAQUS軟件模擬分析彈條扣件的安裝過程，分析扣件系統(tǒng)在不同工況下的響應(yīng)，與實驗結(jié)果相互印證，并提出一些相關(guān)建議和預(yù)防措施，得到結(jié)論如下:
　　 1.根據(jù)本研究結(jié)果表明:彈條與其他部件接觸界面間存在嚴(yán)重的磨損;斷裂失效的原因為表面缺陷、材料疏

3、松和應(yīng)力集中促進了裂紋的萌生和發(fā)展，導(dǎo)致彈條的斷裂。建議彈條鋼加工工藝過程中應(yīng)當(dāng)盡量避免材料內(nèi)部氣孔的產(chǎn)生，表面應(yīng)盡量保證平滑，彈條使用時應(yīng)注意防銹防腐蝕。
　　 2.建立了彈條Ⅲ型扣件三維實體模型，分析彈條上應(yīng)力分布，結(jié)果表明:在彈條大圓弧處存在應(yīng)力集中，此處剪應(yīng)力最大促進微裂紋的形成，拉應(yīng)力最大利于裂紋的擴展，此位置與實際結(jié)果斷裂位置一致。
　　 3.研究分析了彈條與預(yù)埋鐵座間的接觸摩擦系數(shù)、法向位移載荷對彈條Mie