Нунтаглах чулууг нутагшуулахад тулгарч буй бэрхшээлүүд

Хүзүүний чулууг хэвлэх (түүхий эд, үйл явц), чулууны гүйцэтгэлийн үнэлгээний арга, төмөр замын шаталт гэх мэт талаас нь авч үзсэн судалгааны өнөөгийн байдлын талаархи дээрх тойм нь чулууны дизайн, үйлдвэрлэл нь олон талт (механик, материал, механик гэх мэт), олон хүчин зүйлтэй (бүрэлдэхүүн хэсэг, техникийн харилцан үйлчлэлийн нөхцөл, үйл ажиллагааны иж бүрдэл, үйл явц гэх мэт) гэдгийг нэгтгэн дүгнэв. сорилтууд. Иймд битүү чулууны судалгаа, хөгжүүлэлтийн явцад тулгарсан бэрхшээл, сорилтуудыг дараах гурван талаас нь нэгтгэн харуулав: чулуун хэлбэржүүлэлт, битүү чулуу/төмөр замын интерфэйсийн зан байдал, битүү чулууны гүйцэтгэлийн үнэлгээ (Зураг 1) бөгөөд энэ нь холбогдох эрдэмтэн, дадлагажигчдад тодорхой лавлагаа өгөх зорилготой юм.

(1) Тээрмийн чулууг хэвлэх

Хөрсний чулууны гүйцэтгэлд найрлага (давирхай, дүүргэгч, зүлгүүр гэх мэт), хэвлэх үйл явц (холих, хатууруулах гэх мэт), бүтэц (сүвэрхэг ба нүх сүвний хэмжээ, зүлгүүрийн агууламж гэх мэт), нэг төрлийн бус интерфейс (давирхай/зүлгүүр, давирхай/дүүргэгч гэх мэт) бэхэлгээний хүч болон бусад хүчин зүйлс нөлөөлдөг (Зураг 1). Одоогийн байдлаар зүлгүүрийн системийн гетероген интерфэйсийг холбох механизм нь тодорхойгүй байна; зохицуулалтын механизмын холболтын хатуулаг, халуунд тэсвэртэй, элэгдэлд тэсвэртэй байдал дээр бичил / нано дүүргэгчийг илрүүлэх шаардлагатай; зүлгүүрийн чулууны физик, химийн шинж чанарын нарийн төвөгтэй зүлгүүрийн чулуун бүтэц, үйлчилгээний гүйцэтгэлийн гүйцэтгэлийн нөлөөллийн механизм хараахан тодорхойгүй байна. Дээрх шинжлэх ухаан, техникийн хүндрэлүүд нь нунтаглах чулууны гүйцэтгэлийг зохицуулахад ихээхэн бэрхшээл учруулдаг.

Юан Юнжэ [1] Abaqus болон Python-ийг ашиглан тээрмийн чулууны виртуал загварыг бий болгож, хязгаарлагдмал элементийн тооцооллын аргаар тээрмийн чулуутай холбоотой судалгаа хийсэн нь илүү хувьсагч, нарийн төвөгтэй процесс бүхий тээрмийн чулууг зохион бүтээхэд чухал санаа болсон юм. Тиймээс ирээдүйд бид тээрмийн чулууны загварыг хурдан бөгөөд үр дүнтэй бүтээхийн тулд хязгаарлагдмал элемент болон бусад аргуудыг ашиглаж, тээрмийн дизайныг чиглүүлэхийн тулд янз бүрийн хүчин зүйлсийн хоорондын синергетик хариу урвалын нарийн спектрийг бий болгож чадна. Мөн загвар нь их хэмжээний туршилтын үндсэн мэдээллээр зөвтгөгддөг.

(2) Зүлгүүрийн чулуу/төмөр замын интерфейсийн үйл ажиллагаа

Зүлгүүрийн геометр, орон зайн чиг баримжаа нь санамсаргүй шинж чанартай байдаг тул зүлгүүрийн нунтаглах (гулсах, хагалах, зүсэх) үйл явцын урд талын өнцөгт ихээхэн ялгаатай байдаг тул зүлгүүр тус бүрийн төмөр замын материалын шинж чанарт гүйцэтгэх үүрэг (механик хүч, нунтаглах температур гэх мэт) мөн санамсаргүй байдаг тул төмөр замын гадаргуугийн эвдрэлийн механизм, чулууны нөлөөллийн чанар зэрэгт ялгаатай байдаг. Хамгийн тохиромжтой нь: үрэлтийн олон мөчлөгийн дараа зүлгүүр - өөрөө хурцлах үйл явц, түүний зүсэх функцийг бүрэн гүйцэд гүйцэтгэдэг; бондын элэгдэл, урсгах, ингэснээр идэвхгүй зүлгүүрийг унтраах, нунтаглах чулууг өөрөө хурцлах; гэхдээ бондын хэт элэгдлээс болж зүлгүүрийн хугацаа эрт алдагдаж, зүлгүүрийн ашиглалтын түвшин буурч, нунтаглах чулууны зүлгүүрийн элэгдэлд тэсвэртэй байдал буурч, ашиглалтын хугацааг богиносгодог. Иймээс нунтаглах чулууг зүсэх чадвар сайтай, удаан эдэлгээтэй байлгахын тулд нунтаглах чулууны элэгдэл, өөрөө хурцлах нь тэнцвэртэй байдалд хүрэх ёстой. Үүний зэрэгцээ, нунтаглах чулууны элэгдэл нь зүлгүүрийн ирмэгийн байдал, зүсэх өнцөгт шууд нөлөөлдөг бөгөөд энэ нь нунтаглах үйл явцын дулаан, төмөр замын гадаргуугийн чанарт нөлөөлдөг. Эндээс харахад төмөр замыг нунтаглах явцад нунтаглах чулуу/төмөр замын гадаргуугийн дулаан механик холболтын дор нунтаглах чулууны материал задрах, эвдрэх нь бие биедээ нөлөөлж, нягт уялдаатай байдаг нь эцсийн дүндээ нунтаглалтын дараах төмөр замын гадаргуугийн чанарт нөлөөлдөг.

Одоогийн байдлаар төмөр замыг нунтаглах явцад материал зайлуулах, чулууны эвдрэл, түүний төмөр замын гадаргуугийн чанарт үзүүлэх нөлөөллийн харилцан үйлчлэлийн механизм тодорхойгүй хэвээр байгаа бөгөөд энэ нь 1(б)-т үзүүлсэн шиг чулууны дизайны хүндрэлийг нэмэгдүүлж байна. Иймд төмөр замыг нунтаглах явцад материал зайлуулах механизм, чулууны элэгдлийн механизм, төмөр замын гадаргуугийн чанарын хувьсал зэргийг судалж, чулууны механик шинж чанар - нунтаглалтын гүйцэтгэл - чулууны эвдрэлийн механизм - төмөр замын гадаргуугийн чанар зэрэг нь чулууны дизайн, үйлдвэрлэлд чухал ач холбогдолтой юм.

(3) Нунтаглагч чулууны гүйцэтгэлийн үнэлгээ

Нунтаглах чулууны гүйцэтгэл (ялангуяа нунтаглах хүчин чадал), нунтаглах чулууны томъёо, үйл явцын дизайны шинжлэх ухааны болон цогц үнэлгээ нь чухал лавлагаа болдог. Одоогийн байдлаар чулууны гүйцэтгэлийг үнэлэх олон янзын аргууд байдаг бөгөөд 1(в)-д үзүүлсэн шиг шар чулууны гүйцэтгэлийн үнэлгээний нэгдсэн стандарт байхгүй байгаа нь чулуутай холбоотой судалгааны үр дүнг хуваалцахад хүндрэл учруулж байна. Одоогийн байдлаар олон судлаачид том хэмжээтэй, хожмын макро/микро шинж чанар, дүн шинжилгээ хийхэд тохиромжгүй, нарийн туршилтын мэдээлэл авч чадахгүй бүрэн хэмжээний тээрмийн чулуу бэлтгэх замаар холбогдох судалгааг хийж байгаа нь тээрмийн туршилтын үр дүнд хүрэхэд хязгаарлагдмал зааварчилгаагаар тээрмийн чулууны туршилтын үр дүн гарч, тээрмийн судалгаа, боловсруулалтын үр ашгийг бууруулдаг. судалгаа, үр дүнд нь эрчим хүч, түүхий эдийг дэмий үрдэг. Иймээс төмөр замын тээврийн шугамд нунтаглах чулууг сурталчлах үндэс суурийг тавихын тулд нунтаглах чулууны үнэлгээний төхөөрөмжийг шинжлэх ухааны үндэслэлтэй загварчлах, янз бүрийн хэмжээст нунтаглах чулууны гүйцэтгэлийн үнэлгээний удирдамжийг бий болгох олон хэмжээст үнэлгээний технологийн маршрутыг нэвтрүүлэх боломжтой.

Зураг.1 GS-ийг хөгжүүлэх гол асуудлууд

(a) Нунтаг чулуу үүсэх [2,3,1]; (б) Материалыг зайлуулах механизм, нунтагласан чулууны элэгдлийн механизм ба төмөр замын гадаргуугийн чанар хоорондын хамаарал [4,5,6,7,8]; (в) Grindstone-ийн гүйцэтгэлийн үнэлгээний аргууд [9,2,10].

[1] ЮАН Ёнжэ. Нүхний бүтэцтэй төмөр замын нунтаглах чулууны гүйцэтгэлийн зохицуулалтын механизмууд[J]. Чэнду: Баруун өмнөд Жяотонг их сургууль, 2021 он.

[2] ЖАН Вулин. Корунд зүлгүүрээр дамжуулан өндөр хурдны төмөр замын нунтаглах чулууны гүйцэтгэлийн зохицуулалтын механизмын судалгаа[D]. Чэнду: Баруун өмнөд Жяотонг их сургууль, 2021 он.

[3] ZHANG Pengfei, ZHANG Wulin, YUAN Yongjie, et al. Төмөр замын нунтаглалтын материал зайлуулах механизмд нунтаглах дулааны нөлөөг шалгах нь[J]. Tribology International, 2020, 147:105942.

[4] JI Yuan, TIAN Changhai, PEI Dingfeng. Хятадын төмөр замын нунтаглах хүрдний стандарт ба гадаадын олон улсын стандартын харьцуулсан шинжилгээ[J]. Төмөр замын чанарын хяналт, 2018, 46(9): 5-8.

[5] ZHOU Kun, DING Haohao, WANG Wenjian, нар. Төмөр замын материалыг зайлуулах үйл ажиллагаанд нунтаглах даралтын нөлөө[J]. Tribology International, 2019, 134: 417-426.

[6] ZHOU Kun, DING Haohao, WANG Ruixiang, et al. Төмөр замыг өөр өөр хурдаар нунтаглах үед материалыг зайлуулах механизмын туршилтын судалгаа[J]. Tribology International, 2020, 143: 106040.

[7] ZHANG Wulin, ZHANG Pengfei, ZHANG Jun, et al. Зүлгүүрийн нунтаглалтын хэмжээ нь төмөр замын нунтаглалтын үйл ажиллагаанд үзүүлэх нөлөөг судлах нь[J]. Үйлдвэрлэлийн процессын сэтгүүл, 2020, 53: 388-395.

[8] ЖОАХИМ Майер, РОБЕРТ Энгельхорн, РОЗМАРИ Рот нар. Хоёр дахь шатны хүчитгэсэн сол-гель корунд зүлгүүрийн элэгдлийн шинж чанар[J]. Acta Materialia, 2006, 54(13): 3605-3615.

[9] Шю Шиаотан. Өндөр хурдны төмөр замын нунтаглалтын механизмын судалгаа[D]. Чэнду: Баруун өмнөд Жяотонг их сургууль, 2016 он.

[10] XU Xiaotang, WANG Hengyu, WU Lei, et al. Нойтон нөхцөлд өндөр хурдны төмөр замын нунтаглалтын туршилтын судалгаа[J]. Тосолгооны инженерчлэл, 2016, 41(11): 41-44.