高速動車組車輪低溫服役失效機理及可靠性

《高速動車組車輪低溫服役失效機理及可靠性》是依託西南交通大學，由趙永翔擔任項目負責人的聯合基金項目。

基本介紹

• 中文名：高速動車組車輪低溫服役失效機理及可靠性
• 項目類別：聯合基金項目
• 項目負責人：趙永翔
• 依託單位：西南交通大學

項目摘要

高速動車組車輪的服役載荷具有複雜隨機動載交織衝擊載荷的特點；為滿足最佳車輪服役功能要求，特殊的“滾壓成型+局部熱處理”製造工藝使車輪結構具有梯度性能特徵；更重要的是，這些要素與固有的金屬材料低溫致脆現象結合，使預防其低溫環境服役時發生不可控制疲勞斷裂的任務顯得異常重要和艱巨。考慮低溫、衝擊載荷和梯度性能三要素，完成典型動車組車輪材料與結構效應試樣的一系列疲勞斷裂試驗，揭示材料低溫、衝擊載荷影響和結構尺度三要素影響的機理；把握關鍵影響要素，發展三要素相關的低溫影響規律性模型；在試驗獲得車輪材料低溫疲勞可靠性數據，建立車輪關鍵部位應力譜與裂紋擴展驅動力譜計算方法的基礎上，發展高速動車組車輪低溫服役可靠性及安全性的評價方法。對保證列車低溫服役安全，實現車輪長壽命、高可靠性和高穩定性目標，具有重要的科學指導作用。

結題摘要

按規劃開展了動車組車輪低溫服役條件、 車輪材料低溫服役失效機制及規律性和動車組車輪低溫服役可靠性評價及材料低溫質量評價準則研究. 取得了四方面進展: (1) 建立了工程材料低溫高周疲勞試驗系統與測試方法，保證了低溫環境疲勞試驗的可靠性; (2) 按規劃完成了典型動車組車輪服役磨耗規律、車輪踏面損傷及動力學條件和環境+機械載荷服役應力條件研究，建立了系統性分析計算方法； (3) 完成了動車組車輪材料低溫疲勞行為車輪材料低溫疲勞行為機制與規律性研究，揭示了溫度對疲勞裂紋萌生壽命、裂紋擴展影響的機制及規律性，揭示了不同於常溫的特點與規律性，說明了必須以低溫疲勞性能為依據，才能保證車輪服役的可靠性與安全性； (4) 建立了低溫動車組車輪低溫服役可靠性評價及材料低溫質量評價的系統性方法。 本項目研究為開展生產條件下車輪低溫服役可靠性與安全性管理規則研究提供了基礎。