彈條是高速鐵路扣件系統(tǒng)中的核心部件。我國(guó)高速鐵路采用的是ω形彈條。彈條的作用是將鋼軌牢牢地固定在鐵墊板上，除必須有一定扣壓力外，還必須能承受來(lái)自鋼軌的垂向力、橫向力和縱向力的作用。在工作過(guò)程中，彈條不僅有彎曲變形，還有扭曲變形，本身呈現(xiàn)比較復(fù)雜的應(yīng)力狀態(tài)。下圖是在初始扣壓力下用有限元軟件分析的彈條應(yīng)力圖。從圖中可以看出：兩臂與中間兩肢連接處是變形集中的部位，急劇的彎曲變形引起彈條疲勞壽命降低。應(yīng)力最大處在彈條外側(cè)兩臂與中間兩肢連接之處，這也是彈條實(shí)際失效之處。
作為扣件系統(tǒng)的重要零件，彈條一旦失效會(huì)嚴(yán)重影響扣件系統(tǒng)的壽命和高速列車(chē)的行車(chē)安全，產(chǎn)生重大影響。所以必須盡可能地避免彈條失效，提高彈條的疲勞壽命。
從原材料的角度分析，彈簧鋼中的非金屬夾雜物是彈簧鋼損壞失效的重要原因。從夾雜物形態(tài)控制方面來(lái)分析，鋼中存在的變形能力差的脆性和不變形非金屬夾雜物是彈條鋼疲勞斷裂的重要原因。由于這類(lèi)夾雜物的變形能力與鋼基體的變形能力有差異，當(dāng)彈條鋼在受力工作時(shí)這類(lèi)夾雜物不能隨鋼基體一起發(fā)生變形，所以會(huì)在鋼基體和夾雜物的界面上產(chǎn)生微觀裂紋。隨著交變應(yīng)力的增加這些微觀裂紋便會(huì)引發(fā)疲勞裂紋的擴(kuò)展，最終導(dǎo)致了彈條鋼的失效。所以改變夾雜物的形態(tài)使之變成變形能力強(qiáng)的塑性?shī)A雜物對(duì)提高彈條用鋼及扣件系統(tǒng)的疲勞性能、保障列車(chē)的安全運(yùn)行、促進(jìn)高鐵飛速發(fā)展有重大意義。
——本文摘自論文文獻(xiàn)綜述
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