鍛造魚尾板生產廠家溫馨提示,一個構件的斷裂失效分為裂紋發生和裂紋擴展兩個過程,裂紋的發生與擴展決定著構件以何種形式在何時發生怎樣的失效,因此,可以把魚尾板的失效分為兩個部分討論,一是裂紋的起源,二是裂紋的擴展。
魚尾板裂紋起源是怎樣?鍛造魚尾板生產廠家為你分析!
對魚尾板的裂紋成因進行了初步探討,認為其斷裂失效的物理本質是微動疲勞磨損,魚尾板與鋼軌接觸面之間輕微的滾動摩擦相互作用是裂紋產生的主要原因。
微動理論是近年來人們關注的一個理論,很多事故都是由微動引起的。航空業內人士早就注意到,材料的經典S-N曲線與部件的實際應用結果并不相符,部件的使用壽命往往達不到S-N曲線上相應的循環次數,這是因為部件的接觸面之間存在磨損。
分析魚尾板與鋼軌之間的混凝土摩擦副,其裂紋產生的直接原因是它們接觸面之間的相互作用,如接頭沖擊力、線路整體振動、摩擦引起的磨損、擰緊力降低、螺栓松動等,引起魚尾板和鋼軌表面相互作用的所有因素都是微動磨損的條件。
宏觀上可以看到受損魚尾板表面因鋼軌造成的表面擠壓變形和擦傷;在斷口的金相檢驗中,可以觀察到在變形和磨損的表面上形成了細微的裂紋,并且在深度方向上發展。頂部魚尾板開裂現象尤為明顯,此外,宏觀斷裂裂紋起源區黑色氧化帶的存在也說明摩擦開始開裂時產生熱量并產生氧化。
所有加劇魚尾板和鐵軌接觸面之間相互作用的因素都會導致魚尾板開裂,魚尾板和鋼軌的表面狀態,包括宏觀和微觀狀態,魚尾板和鋼軌之間的緊固力,配合的幾何形狀,車輪載荷和行駛速度,以及接頭的基本狀況都是影響魚尾板裂紋的因素。
魚尾板的裂紋擴展是怎樣?鍛造魚尾板生產廠家為你分析!
裂紋產生后,在一定的交變載荷作用下開始緩慢擴展,這就是裂紋緩慢擴展區。當裂紋擴展到一定深度,構件剩余的橫截面積不足以承受交變載荷的作用時,構件就會失穩斷裂,形成快速斷裂區,一般這兩個區都有明顯的特點,從魚尾板的失效研究來看,影響其裂紋擴展的主要因素是載荷條件和材料條件,其中載荷條件包括很多內容,不僅包括載荷本身的大小,還包括不利的工作條件、一定的輪載速度和車型給鋼軌接頭帶來的附加沖擊載荷和其他形式的外力,例如,如果緊固螺栓未能達到規定的擰緊力,或者由于魚尾板磨損增加而導致擰緊力減小,則接頭處的附加沖擊力將增加;隨著輪載、車速和接頭不平順的增加,接頭應力也會增加,物質條件非常明顯,優良的材料能保證裂紋緩慢擴展,深度可占整個構件的近5000.而不良材料,如晶粒度1級左右的魚尾板,裂紋僅5-10mm深就造成全斷面脆性斷裂,危害大。因此,魚尾板的材料狀況和綜合應力狀況是決定魚尾板裂紋擴展壽命的主要原因。