利用滚动接触疲劳试验机研究了高转速不同法向载荷（2 000, 5 000, 8 000 N）条件下, 车轮与钢轨(以下简称轮、轨)试样间的滚动摩擦磨损和损伤行为。结果表明:随着法向载荷增大, 轮、轨试样间滚动摩擦稳定阶段的摩擦因数以及轮、轨试样的磨损量、塑性变形层厚度均逐渐增大; 在相同的试验条件下, 轮试样的磨损量大于轨试样的磨损量; 轮、轨试样的表面损伤皆表现为典型的滚动接触疲劳特征, 并且轮试样的疲劳损伤更严重, 表面更易萌生裂纹。

所属栏目

材料性能及其应用国家自然科学基金资助项目（U1134202, 51025519）; 教育部创新研究团队项目（IRT1178）

收稿日期

2015/4/202016/3/18

作者单位

黄洁:西南交通大学, 牵引动力国家重点实验室摩擦学研究所, 成都 610031
周琰:西南交通大学, 牵引动力国家重点实验室摩擦学研究所, 成都 610031
彭金方:西南交通大学, 牵引动力国家重点实验室摩擦学研究所, 成都 610031
蔡振兵:西南交通大学, 牵引动力国家重点实验室摩擦学研究所, 成都 610031
金学松:西南交通大学, 牵引动力国家重点实验室摩擦学研究所, 成都 610031
朱旻昊:西南交通大学, 牵引动力国家重点实验室摩擦学研究所, 成都 610031

备注

黄洁（1988—）, 男, 重庆人, 硕士研究生。

引用该论文:

HUANG Jie,ZHOU Yan,PENG Jin-fang,CAI Zhen-bing,JIN Xue-song,ZHU Min-hao.Rolling Friction and Wear, and Damage Behavior of Wheel/Rail at High Rotation Speed and Different Normal Loads[J].Materials for mechancial engineering,2016,40(6):88～92
黄洁,周琰,彭金方,蔡振兵,金学松,朱旻昊.高转速、不同法向载荷条件下车轮与钢轨间的滚动摩擦磨损及损伤行为[J].机械工程材料,2016,40(6):88～92

参考文献

【1】

龚增进.新建200 km/h客货共线铁路线路设计参数研究［J］.铁道建筑,2007(6):72-74.

【2】

CLAYTON P. Predicting the wear of rails on curves from laboratory date［J］.Wear,1995,181/182/183（1）:11-19.

【3】

邓建辉, 刘启跃, 王飞龙, 等.车速对钢轨接触疲劳损伤的影响及高速线路钢轨选用［J］.钢铁钒钛, 2006,27(3):48-54.

【4】

KAPOOR A. Tribological layers and the wear of ductile materials［J］.Wear,2000,245:204-215.

【5】

LUDGER D, MATTIAS P.Friction and wear testing of rail and wheel material［J］.Wear,2005,258:981-991.

【6】

周清跃, 刘丰收, 朱梅, 等.轮轨关系中的硬度匹配研究［J］.中国铁道科学,2006,27(5):35-41.

【7】

BENSON M. Effect of differential hardness on wheel/rail wear-literature survey［J］.British Rail Research, 1993,129(1):39-45.

【8】

LO K H, MUMMERY P, BUTTLE D J.Characterisation of residual principal stresses and their implications on failure of railway rails［J］.Engineering Failure Analysis, 2010,17(6):1273-1284.

【9】

BAEK K S, KYOGOKU K, NAKAHARA T. An experimental investigation of transient traction characteristics in rolling-sliding wheel/rail contacts under dry-wet conditions［J］. Wear,2007,263:169-179.

【10】

卜继玲.重载列车车辆轮轨作用研究［J］.中国铁道科学,2005,26（5）:52-56.

【11】

王文健.轮轨滚动接触疲劳与磨损耦合关系及预防措施［D］.成都:西南交通大学, 2008:1-183.

【12】

王文健.不同介质作用下轮轨粘着特性研究［J］.机械工程学报,2012,48（7）:100-104.

【13】

丁韦,黄辰奎,高文会.铁路车轮与钢轨的强度及硬度匹配［J］.材料工程,2003,21(6):37-38.

【14】

刘启跃.钢轨安定状态研究［J］.西南交通大学学报,1995,30(4):465-471.

【15】

魏先祥.轮轨静接触时的屈服问题［J］.铁道学报,1993,15(2):1-7.