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铁路W1型弹条疲劳断裂原因

更新时间:2021-06-10    点击次数:86次

 弹条扣件是连接钢轨和轨枕使其形成轨排的部件吗,对保证轨道稳定性、可靠性起至关重要的作用。弹条是将钢轨稳定固着于轨道上、确保两钢轨间距并保持铁路车辆运转线形的关键部件,利用弹条弹性变形时储存的能量,对轨道起到缓解机械振动和冲击的作用,其质量和性能直接影响扣件系统的扣压力、疲劳寿命和线路的行车安全。

  铁路W1弹条直径15mm,材质为60Si2Mn,生产工艺流程:下料--加热--成型--淬火--回火--粉末渗锌--入库。参照TB/T 2329——2002《弹条I型、II型扣件弹条疲劳实验方法》标准,将W1型弹条组装后固定在MTS810型材料试验机上,在位移控制14mm、加载频率为16Hz的条件下进行疲劳试验,要求循环500万次不得出现折断,但该弹条在上述实验条件下循环约100 万次时既发生断裂,采用试验设计方法,研究其几何尺寸参数对弹条性能的影响规律及显著程度,并进行参数优化研究,对弹条设计具有一定意义。研究结论:(1)影响W1型弹条结构尺寸参数有11个,影响其服役性能***显著的5个参数分别是:弹程T、直径d、拱跨L0、展开图b2、展开图R2;(2)国内ω型弹条的主要变化在于增大弹程T、直径d和L0,福斯罗弹条更多的在于减小b2,增大R2,进一步提升了弹条性能;(3)通过响应面优化设计,在弹程T和直径d保持不变的前提下,弹条性能的******条件:L0为80.12 mm,展开图R2为26.03 mm,展开图b2为32.79 mm。经计算校核,扣压力为10.049 kN,******应力为1 298 MPa,优化指标W为0.156,扣压力增加,******应力也增大了一些,但用料更省,优化指标增大,性能得到了提升,优于原有W1型弹条;(4)采用试验设计方法,通过参数的协调变化可以寻求满足弹条设计要求的******参数组合经过对弹条进行宏观检验、化学成分分析、硬度测试、微观检验,确定了弹条的实效原因。弹条为疲劳断裂,疲劳源位于弹条表面与渗锌层交界处,断口位置基本位于弹条受疲劳交变载荷******的区域,一定要及时更换。

W1弹条质量检测报告:

60si2mn质量检测报告
执行标准:行业技术标准                                    检测日期:2021年3月20日
产品名称W1弹条
型号I型分开式材质60si2mn
化学成分分析检测项目CSIMnCr

标准要求%≤0.56-0.64≤1.5-2.00≤0.60-0.90≤0.35

实测值0.61.850.850.34

单项判定合格合格合格合格合格合格
物理机械性能检测项目抗拉强度Mpa延伸率(%)屈服强度Mpa
标准要求≥1274≥5≥1176
实测值132461282
单项判定合格合格合格合格
压力实验合格综合判定经检查该产品符合标准
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