Konpòtman Manje oto-adaptatif nan Manje Rail gwo vitès anba mouvman konpoze glisman-woule yo.

Konpòtman yo pwòp tèt ou-adaptif fanm k'ap pile nan gwo vitès tren anba glisman-woule mouvman konpoze konsantre sou optimize pèfòmans fanm k'ap pile ak bon jan kalite sifas yo. Gwo vitès tren, ki karakterize pa gwo vitès operasyonèl ak chaj aks lejè, souvan soufri soti nan fatig kontak woule [1], ki mennen nan eklatman sifas [2-4], krak fatig [5,6], ak ka zo kase [7,8]. Pwoblèm sa yo mande antretyen alè pou asire keoperasyon an sekirite ak serye nan rezo tren yo. Teknik tradisyonèl tren fanm k'ap pile vize abòde defo ki byen fon men souvan lakòz enefikas, tan antretyen pwolonje, ak domaj tèmik. Gwo vitès fanm k'ap pile (HSG) te parèt kòm yon altènatif efikas, ki ofri pi gwo vitès fanm k'ap pile (60-80 km / h) ak redwi "fenèt antretyen." Kontrèman ak fanm k'ap pile konvansyonèl, HSG opere atravè mouvman konpoze glisman-woule, kondwi pa fòs friksyon ant wou fanm k'ap pile (GWs) ak sifas tren an [9]. Mekanis inik sa a pèmèt tou de retire materyèl ak abrazif pwòp tèt ou-file. Sepandan, entèraksyon ki genyen ant mouvman glisman ak woule yo te ensifizan eksplore, limite potansyèl la nan HSG pou optimize antretyen tren. Nan travay sa a, yo te itilize yon mare tès HSG ki fèt lakay yo pou simulation kondisyon fanm k'ap pile sou plas. Eksperyans yo te fèt anba diferan ang kontak (30 °, 45 °, ak 60 °) ak chay fanm k'ap pile (500 N, 700 N, ak 900 N) [10, 11].

1. Rapò a nan Slide-woulo liv.Rezilta yo demontre ke mouvman konpoze glisman-woule jwe yon wòl enpòtan nan enfliyanse konpòtman fanm k'ap pile. Rapò a glisman-woule (SRR), defini kòm rapò a nan vitès glisman ak vitès woule, jan yo montre nan Fig.1, ogmante ak tou de ang kontak ak fanm k'ap pile chaj, ki entwitif reflete chanjman nan mouvman an konpoze glisman-woule nan pè yo fanm k'ap pile. Pou egzanp, SRR a te grandi soti nan 0.18 nan yon ang kontak 30 ° a 0.81 nan 60 °. Chanjman sa a soti nan mouvman woule-domine nan yon balans ant glisman ak woule siyifikativman amelyore rezilta fanm k'ap pile. Etid la te jwenn ke yon ang kontak 45 ° pwodwi pi wo efikasite fanm k'ap pile, pandan y ap yon ang kontak 60 ° bay pi bon kalite sifas la, Sifas brutality (Ra) diminye anpil kòm ang kontak la ogmante, soti nan 12.9 μm nan 30 ° a 3.5 μm nan 60 °, jan yo montre nan Fig.2 a Fig.4.

2. Manje-pwovoke WEL.Pandan pwosesis fanm k'ap pile a, akòz efè kouti tèmo-mekanik yo, ki gen ladan estrès kontak segondè, tanperati ki wo, ak refwadisman rapid, transfòmasyon métallurgique ak deformation plastik rive sou sifas tren an. Chanjman sa yo mennen nan fòmasyon nan yon kouch grav blan frajil (WEL), ki gen tandans fè ka zo kase anba estrès siklik soti nan kontak wou-ray. Tout rezilta yo revele ke epesè mwayèn WEL la se mwens pase 8 μm, ki se pi mens pase WEL aktif fanm k'ap pile-induit (~ 40 μm) [12, 13], jan yo montre nan Fig.5. Fenomèn sa a gen anpil chans ki gen rapò ak karakteristik inik nan metòd la HSG, Konpare ak tradisyonèl aktif fanm k'ap pile, nan HSG, yon sèl patikil abrazif angaje nan pwosesis la fanm k'ap pile pou sèlman yon peryòd tan kout pandan yon sik revolisyon, menm nan ang kontak segondè. Pou majorite nan tan an, patikil abrazif la se nan peryòd la dissipation chalè apre fanm k'ap pile. Sa a asire ke patikil abrazif la gen ase tan pou gaye chalè anvan re-angaje nan fanm k'ap pile, sa ki lakòz kondisyon amelyore tèmik nan koòdone nan fanm k'ap pile.

3. Manje debri.Manje analiz debri bay plis apèsi sou mekanis yo retire materyèl, jan yo montre nan Fig.6 ak Fig.7. Debri ki tankou koule ak kouto ki gen fòm, ki vle di pèfòmans efikas fanm k'ap pile, te pi plis nan SRR ki pi wo yo. Kontrèman, blòk ak debri tranche yo te dominan nan ang kontak pi ba yo, ki reflete pèfòmans ensifizan fanm k'ap pile. Prezans debri esferik ogmante ak chay fanm k'ap pile, ki endike tanperati fanm k'ap pile ki wo. Obsèvasyon sa yo mete aksan sou enpòtans ki genyen nan optimize paramèt fanm k'ap pile nan balans efikasite ak kondisyon tèmik.

4. Mekanis nan glisman mouvman konpoze woule.Etid la tou devwale entèraksyon dinamik ant glisman ak woule mouvman nan pwosesis la fanm k'ap pile, jan yo montre nan Fig.8. Glisman fasilite retire materyèl nan sifas tren an, pandan y ap woule amelyore egzeyat debri ak abrazif pwòp tèt ou file. Balans dinamik sa a esansyèl pou reyalize fanm k'ap pile efikas ak domaj tèmik minim. Sepandan, yon anfaz twòp sou nenpòt mouvman ka mennen nan rezilta ki pa pi bon: mouvman woule-domine ogmante brutality sifas, pandan y ap glisman-domine mouvman ka lakòz renouvèlman abrazif redwi ak ogmante domaj tèmik.

5. Evalyasyon konplè.Evalyasyon konplè nan pèfòmans fanm k'ap pile, ki gen ladan efikasite fanm k'ap pile, brutality sifas, ak epesè WEL, make avantaj ki genyen nan optimize mouvman konpoze glisman-woule, jan yo montre nan Fig.9. Tablo rada yo nan pèfòmans fanm k'ap pile anba chaj divès kalite ak ang kontak te montre ke yon ang kontak 45 ° bay pi bon balans an jeneral nan efikasite ak bon jan kalite. Sepandan, ang kontak 60 ° toujou pwodui sifas ki pi lis, sa ki fè li ideyal pou dènye pas fanm k'ap pile. Konklizyon sa yo sijere ke ajisteman vize nan paramèt fanm k'ap pile ka adrese diferan domaj sifas ray yo efektivman.

Rechèch sa a ofri enplikasyon pratik pou antretyen tren gwo vitès. Pou premye pas fanm k'ap pile, yon ang kontak 45 ° maksimize efikasite retire materyèl, pandan y ap yon ang 60 ° asire bon jan kalite sifas siperyè nan etap fini. Etid la souliye enpòtans ki genyen nan balanse dinamik mouvman glisman ak woule pou amelyore pèfòmans fanm k'ap pile, amelyore kalite sifas, ak pwolonje lavi sa a ki sèvis nan fanm k'ap pile wou.

An konklizyon, etid la mete aksan sou wòl nan kritik nan glisman-woule mouvman konpoze nan gwo vitès tren fanm k'ap pile. Pa optimize pwopòsyon aksyon glisman ak woule, HSG ka reyalize efikasite siperyè fanm k'ap pile ak bon jan kalite sifas pandan y ap minimize domaj tèmik. Konklizyon sa yo bay yon fondasyon teyorik pou avanse teknoloji HSG ak gid pratik pou amelyore pratik antretyen tren yo.

Fig. 1.Tandans varyasyon SRR, COF, ak vitès wotasyon ak chay fanm k'ap pile ak ang kontak.

Fig. 2.Manje efikasite anba diferan ang kontak ak fanm k'ap pile chaj.

Fig. 3.Mòfoloji sifas echantiyon tren yo anba diferan ang kontak ak chay fanm k'ap pile.

Fig. 4.Sifas brutality akMòfoloji 3Dnan echantiyon tren anba diferan ang kontak ak chay fanm k'ap pile.

Fig. 5.Seksyon transvèsal optik ak SEM metalografi imaj espesimèn tren yo.

Fig. 6.Kalite ak pwopòsyon defanm k'ap pile debrianba diferan ang kontak ak fanm k'ap pile chay.

Figi 7.Imaj SEM ak EDS spectre pou diferan kalite debri fanm k'ap pile.

Fig. 8.Dyagram chematik efè mouvman konpoze glisman-woule sou HSG.

Travay sa a te rapòte nan Journal of Tribology International.

Referans

[1] Fan W, Wu C, Wu Z, et al. Mekanis kontak estatik ant wou kontak krante ak ray nan fanm k'ap pile tren ak senti abrazif [J]. Journal of Faktori Pwosesis, 2022, 84: 1229-1245.

[2] Cheng ZN, Zhou Y, Li PJ, et al. Pwopagasyon krak ak mekanis dekonpozisyon sifas tren ki baze sou peridinamik [J]. Journal of Tongji University, 2023, 51 (6): 912-922.

[3] Wang JN, Guo X, Jing L, et al. Simulasyon eleman fini nan repons enpak wou-ray pwovoke pa echèl wou yo nan tren gwo vitès [J]. Eksplozyon ak Onn chòk, 2022, 42(4): 045103-1-045103-15.

[4] Hua J, Liu J, Liu F, et al. Etid sou teren WEA mete domaj ak fatig eklatman nan materyèl tren U71MnG pa tretman trempe lazè [J]. Tribology International, 2022, 175: 107811.

[5] Benoît D, Salima B, Marion R. Karakterizasyon milti-echèl nan inisyasyon tèt chèk sou ray anba fatig kontak woule: analiz mekanik ak mikrostruktur [J]. Mete, 2016, 366: 383-391.

[6] Shur EA, Borts AI, Bazanova LV, et al. Detèminasyon pousantaj kwasans krak fatig ak tan nan ray lè l sèvi avèk makrolin fatig [J]. Metaliji Ris (Metally), 2020, 2020: 477-482.

[7] Al-Juboori A, Zhu H, Li H, et al. Ankèt mikwostriktirèl sou yon echèk ka zo kase ray ki asosye ak domaj koupi byen [J]. Jeni analiz echèk, 2023, 151: 107411.

[8] Masoudi Nejad R, Farhangdoost K, Shariati M. Analiz mikwostriktirèl ak konpòtman ka zo kase fatig nan asye tren [J]. Mechanics of Advanced Materials and Structures, 2020, 27(2): 152-164.

[9] Von Diest K, Puschel A. Gwo vitès fanm k'ap pile-rediksyon bri tren atravè regilye ray fanm k'ap pile san entèripsyon trafik[C]//INTER-NOISE ak BRI-CON Kongrè a ak Konferans ProceedinGW. Enstiti pou Jeni Kontwòl Bri, 2013, 247 (2): 5206-5212.

[10] Von Diest K, Ferrarotti G, Kik W, et al. Mete analiz de gwo vitès-broyage machin HSG-2 a: validation, simulation ak konpare ak mezi[M]//Dynamics of Vehicles on Roads and Tracks Vol 2. CRC Press, 2017: 925-930.

[11] Von Diest K, Puschel A. Gwo vitès fanm k'ap pile-rediksyon bri tren atravè regilye ray fanm k'ap pile san entèripsyon trafik[C]//INTER-NOISE ak BRI-CON Kongrè a ak Konferans ProceedinGW. Enstiti pou Jeni Kontwòl Bri, 2013, 247 (2): 5206-5212.

[12] Mesaritis M, Santa JF, Molina LF, et al. Apre jaden evalyasyon fanm k'ap pile nan diferan klas tren nan tès laboratwa wou / tren plen echèl [J]. Tribology International, 2023, 177: 107980.

[13] Rasmussen CJ, Fæster S, Dhar S, et al. Fòmasyon fant sifas sou ray nan fanm k'ap pile kouch martensite blan grave [J]. Mete, 2017, 384: 8-14.