中国铁道科学
中國鐵道科學
중국철도과학
China Railway Science
2015年
5期
75-79
,共5页
万楚豪%刚铁%刘斌%冯伟
萬楚豪%剛鐵%劉斌%馮偉
만초호%강철%류빈%풍위
钢轨裂纹%超声波检测%超声非线性系数%疲劳加载试验%高速铁路
鋼軌裂紋%超聲波檢測%超聲非線性繫數%疲勞加載試驗%高速鐵路
강궤렬문%초성파검측%초성비선성계수%피로가재시험%고속철로
Rail crack%Ultrasonic testing%Nonlinear ultrasonic coefficient%Fatigue loading test%High speed railway
在U71Mn钢轨截面上不同位置取9个带有燕尾状缺口的试件进行三点弯曲疲劳试验和超声波非线性检测,提取试件在不同疲劳加载循环次数下超声波的基波幅值和二次谐波幅值,据此计算钢轨疲劳过程的超声非线性系数,并用扫描电镜和金相显微镜观察对应试件表面的微观形貌,研究超声非线性系数与钢轨疲劳裂纹萌生和扩展的关系.结果表明:在钢轨疲劳过程中,超声非线性系数呈规律性变化;在试件疲劳的初期,超声非线性系数缓慢升高,当疲劳加载循环次数达到7万次以后超声非线性系数开始快速增长,对应的试件开始萌生裂纹,到9万次以后试件的裂纹开始生长,当疲劳加载循环次数达到11万次时超声非线性系数达到峰值,然后随着疲劳加载循环次数的继续增加,超声非线性系数开始呈降低趋势,并在13万次时裂纹已经生长为3mm长的宏观裂纹,这说明超声非线性系数对钢轨疲劳过程中裂纹的萌生和扩展的变化非常敏感,验证了超声非线性系数用于表征U71Mn钢轨疲劳损伤过程的有效性.
在U71Mn鋼軌截麵上不同位置取9箇帶有燕尾狀缺口的試件進行三點彎麯疲勞試驗和超聲波非線性檢測,提取試件在不同疲勞加載循環次數下超聲波的基波幅值和二次諧波幅值,據此計算鋼軌疲勞過程的超聲非線性繫數,併用掃描電鏡和金相顯微鏡觀察對應試件錶麵的微觀形貌,研究超聲非線性繫數與鋼軌疲勞裂紋萌生和擴展的關繫.結果錶明:在鋼軌疲勞過程中,超聲非線性繫數呈規律性變化;在試件疲勞的初期,超聲非線性繫數緩慢升高,噹疲勞加載循環次數達到7萬次以後超聲非線性繫數開始快速增長,對應的試件開始萌生裂紋,到9萬次以後試件的裂紋開始生長,噹疲勞加載循環次數達到11萬次時超聲非線性繫數達到峰值,然後隨著疲勞加載循環次數的繼續增加,超聲非線性繫數開始呈降低趨勢,併在13萬次時裂紋已經生長為3mm長的宏觀裂紋,這說明超聲非線性繫數對鋼軌疲勞過程中裂紋的萌生和擴展的變化非常敏感,驗證瞭超聲非線性繫數用于錶徵U71Mn鋼軌疲勞損傷過程的有效性.
재U71Mn강궤절면상불동위치취9개대유연미상결구적시건진행삼점만곡피로시험화초성파비선성검측,제취시건재불동피로가재순배차수하초성파적기파폭치화이차해파폭치,거차계산강궤피로과정적초성비선성계수,병용소묘전경화금상현미경관찰대응시건표면적미관형모,연구초성비선성계수여강궤피로렬문맹생화확전적관계.결과표명:재강궤피로과정중,초성비선성계수정규률성변화;재시건피로적초기,초성비선성계수완만승고,당피로가재순배차수체도7만차이후초성비선성계수개시쾌속증장,대응적시건개시맹생렬문,도9만차이후시건적렬문개시생장,당피로가재순배차수체도11만차시초성비선성계수체도봉치,연후수착피로가재순배차수적계속증가,초성비선성계수개시정강저추세,병재13만차시렬문이경생장위3mm장적굉관렬문,저설명초성비선성계수대강궤피로과정중렬문적맹생화확전적변화비상민감,험증료초성비선성계수용우표정U71Mn강궤피로손상과정적유효성.
