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随着高速、重载铁路的发展,以及线路车次的增多,使得钢轨滚动接触疲劳已成为影响铁路运输效率以及经济效率提高的一大难题。钢轨滚动接触疲劳的破坏形式多种多样,加强对钢轨滚动接触疲劳形成机理的研究,有效预防或减缓钢轨滚动接触疲劳损伤,具有十分重要的社会意义和经济意义。 本论文以大量文献研究为基础,结合疲劳试验实际项目,通过JD-1轮轨摩擦模拟试验机进行了大量的钢轨疲劳试验研究,通过改变载荷、车速、曲线冲角以及不同钢轨材质及处理工艺等可以影响钢轨滚动接触疲劳的试验参数,试验研究了钢轨滚动接触疲劳磨损特性,对铁道运输实际应用有一定的参考价值。通过对以上可变参数的试验研究,得到了以下几个主要结论: 1.硬度在钢轨材料抗磨损中起主要作用,硬度高则抗磨损能力强,同种材料经过热处理工艺后其抗磨损性能高于经过热轧处理工艺后的试样;疲劳与磨损存在竞争关系,抗磨损性能强不一定抗疲劳性能强;相同试验工况的试验磨损量主要取决于材料硬度及处理工艺。 2.滚动摩擦因数受车速变化影响较大,车速越高,滚动摩擦因数越低,在其它试验工况相同的条件下,其试样磨损量越小。 3.载荷也是影响试样抗疲劳磨损性能的主要因素。重载下试样磨损量明显大于轻载试样磨损量,无制动力试验磨损量及表面磨损程度均小于加制动力试验磨损量及表面磨损程度;重载容易产生沟槽表面磨痕,是疲劳裂纹多发区。 4.小曲线半径下的试验磨损量大于大曲线半径,试样表面磨损形貌变化较明显,小曲线半径下试样表面磨损严重,伴有沟槽及疏松形貌出现;不同材料在曲线下的抗疲劳磨损表现有很大差异。