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钢轨表面裂纹扩展方向研究

曹世豪 , 李煦 , 良华 , 江晓禹

表面技术

目的：研究钢轨表面裂纹的扩展方向。方法采用有限元分析软件ANSYS,在不同轴重和不同角度裂纹的工况下,获得不同裂纹位置的应力强度因子。结果裂纹在接触斑边缘的位置时,应力强度因子K最大。随着轴重的增加,应力强度因子KI 和KII均增大；随着裂纹角度的增加,KI 增加,而KII减小。当裂纹角度为60°时,其等效应力强度因子幅值△Kef最大。结论钢轨表面的裂纹在扩展初期,以斜裂纹为主,扩展角度趋向于60°。

关键词: 轮轨接触 , 裂纹 , 轴重 , 角度 , ANSYS

基于概率统计方法对钢轨疲劳裂纹路径的研究

李孝滔 , 李煦 , 曹世豪 , 文良华 , 江晓禹

表面技术 doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.11.012

目的 利用有限元软件ANSYS对车轮滚过裂纹过程进行分析,确定轮轨接触疲劳裂纹的扩展方向. 方法 基于最大周向应力判据,用概率统计的方法对车轮滚过裂纹过程中,不同角度初始裂纹可能的扩展角度进行分析. 车轮滚过裂纹过程中,用可能扩展角度的均值作为裂纹的扩展方向计算裂纹扩展路径. 结果 用概率坐标纸拟合出的相关系数均大于98 . 5%,说明裂纹可能的扩展角度符合威布尔分布的可能性超过98 . 5%. 当裂纹长度小于700 μm时,裂纹可能的扩展角度基本符合威布尔分布;当裂纹长度达到800 μm时,裂纹尖端的等效应力强度因子( Kef )出现4个峰值;当裂纹长度达到1200 μm时,第3个峰值载荷处裂纹尖端的Kef超过了材料的断裂韧性,此时裂纹会向行车相反的方向急剧地扩展.结论 对于不同角度初始裂纹,其扩展角度基本符合威布尔分布;整个裂纹路径的趋势与实验测得的裂纹路径有较好的一致性,车轮滚过裂纹过程中,用裂纹可能扩展角度的均值作为裂纹的扩展方向可行.

关键词: 轮轨接触 , ANSYS , 概率统计 , 最大周向应力判据 , 威布尔分布 , 裂纹扩展路径

考虑次裂纹时U71Mn钢的主裂纹扩展行为

文良华 , 李孝滔 , 李煦 , 曹世豪 , 江晓禹

机械工程材料 doi:10.11973/jxgccl201706018

采用ANSYS有限元软件,结合疲劳与磨损耦合模型,模拟计算了10 t轮重的车轮以全滑动方式滚过初始长度100 μm、扩展角度30°的钢轨表面裂纹时裂纹的等效应力强度因子Keff,研究了钢轨疲劳与磨损的关系并分析了主、次裂纹扩展方向及出现次裂纹时主裂纹的扩展行为.结果表明:钢轨的破坏形式以疲劳损伤为主;当裂纹出现分叉之后,主裂纹尖端的应力集中会得到比较大的缓解,其等效应力强度因子下降较快;当裂纹扩展到长度大于1 mm之后,在主裂纹扩展过程中均伴随着次裂纹的出现,且主裂纹扩展方向基本不变,扩展速率逐渐加快,而次裂纹的扩展速率和扩展方向都基本不变.

关键词: 有限元方法 , 疲劳损伤 , 磨损 , 次裂纹 , 主裂纹 , 扩展路径

轴重和摩擦力对轮轨接触疲劳的影响

曹世豪 , 江晓禹 , 文良华

表面技术

目的 了解钢轨表面存在裂纹时的轮轨接触问题.方法 采用有限元分析软件ANSYS,获得不同裂纹位置的应力强度因子.结果 裂纹在接触斑边缘的位置时,应力强度因子KⅠ最大;随着轴重的增加,应力强度因子KⅠ增加,而应力强度因子KⅡ先增加,后减小;考虑摩擦力(μ=0.3)时,相对于无摩擦,KⅠ和KⅡ都明显增加,且KⅡ所占KⅠ的比例提高了15％.结论 车轮在钢轨上滚动时,轮轨间的轴重和摩擦力是影响钢轨疲劳的重要因素,轴重的提高会明显加剧钢轨疲劳,而摩擦力的影响建立在轴重的基础上,并使轴重的影响加剧.

关键词: 轮轨接触 , 轴重 , 摩擦力 , 裂纹 , ANSYS

利用巴克豪森效应测定钢轨纵向应力

田浩 , 于石生 , 赵小莹

材料科学与工艺 doi:10.3969/j.issn.1005-0299.2004.02.023

依椐巴克豪森效应,用特制的检测器和信号处理系统,研究了钢轨材料中的巴克豪森信号随拉应力、压应力和温度的变化关系,发现在材料弹性范围内,巴克豪森信号随拉应力增加而增加,随压应力的增加而减小,并与温度变化呈线性关系.将测试仪进行改进后,可用于现场动态测试.

关键词: 巴克豪森效应 , 磁畴 , 钢轨 , 纵向应力 , 温度

曹家埠金矿缓倾斜薄矿体回采实践

滕建军 , 何顺斌 , 李威 , 张益岭

黄金 doi:10.3969/j.issn.1001-1277.2008.02.007

针对曹家埠金矿缓倾斜薄矿体,概述分析了其采矿方法的演变过程和存在问题;介绍了适合该类型矿体回采的小进路全面采矿法和短壁式崩落采矿法的试验应用情况,试验取得了较好的技术经济效果,为推广应用奠定了基础.

关键词: 缓倾斜 , 薄矿体 , 采矿方法

岩温对曹家洼金矿深部开采热环境的影响

赵小稚 , 崔嵛 , 王敬志

黄金 doi:10.11792/hj20140608

曹家洼金矿小尹格庄矿段已进入深部开采，岩温是影响采场热环境的主要热源；根据热传导理论分析，采用浅孔测量岩温的方法合理可行，通过测量得出了曹家洼金矿岩温随深度变化的规律；在此基础上，计算分析了岩温对井下风流温度升高的作用，认为该矿深部开采存在一定程度的热害，热环境有进一步恶化的趋势，需加强通风降温措施，切实改善井下作业环境。

关键词: 深部开采 , 岩体温度 , 热环境 , 热害

远程控制自动风门在曹家洼金矿的应用

王敬志 , 李念占 , 张朋伟 , 王永志

黄金 doi:10.11792/hj20160911

曹家洼金矿井下的主要进风巷、主回风巷绝大部分都是井下运输的主要通道。因井下通风的需要，需在这些巷道设置风门，进行风量调节、阻断风流。以远程控制自动风门为研究载体，从安全、生产、设备方面进行探索，重点分析远程控制自动风门在曹家洼金矿开采中的应用。生产实践表明：该远程控制自动风门系统降低了作业强度，降低了生产成本，提高了安全性，可为同类型矿山提供借鉴经验。

关键词: 曹家洼金矿 , 通风系统 , 远程控制 , 自动风门 , 安全生产

曹家洼金矿小尹格庄矿区综合信息研究与成矿靶区预测

王慧 , 丛培章

黄金 doi:10.3969/j.issn.1001-1277.2004.11.005

通过运用矿体空间分布规律即主构造控矿律、对应产出律等,结合地球物理、地球化学探矿信息进行找矿靶区预测,在曹家洼金矿小尹格庄矿区找矿取得了显著效果.

关键词: 综合信息 , 成矿预测 , 曹家洼金矿

21世纪工业涂装展望

材料保护

涂装的质量提高和生产成本的降低,可为机电产品制造领域创造附加值,还可以增加市场竞争力,所以人们对21世纪新型涂料开发、涂装作业方式改变、劳动条件改善、涂装工艺技术装备改进、开发等等都抱有很大的期望.全世界对公害和地球暖化等问题更加关心,环保问题是涂装行业最大的问题.涂料、涂装设备、涂装应用三位一体共同合作,是21世纪达到无公害涂装要取得成效的重要一步.我国机械制造大型企业在加强科研开发力量的同时不要忽视涂装技术这一重要领域.

关键词: 涂料 , 涂装 , 装备 , 开发 , 展望