Nội dung được dịch bởi AI, chỉ mang tính chất tham khảo
Ảnh hưởng của địa hình bề mặt với các góc rãnh khác nhau đến hành vi ma sát của tiếp xúc bánh xe/đường ray sử dụng máy móc thay thế
Tóm tắt
Mục tiêu của nghiên cứu này là khảo sát ảnh hưởng của địa hình bề mặt lên hành vi ma sát trong tiếp xúc bánh xe/đường ray. Bốn hướng rãnh khác nhau tạo thành địa hình bề mặt — bề mặt nhẵn, 0°, 45° và 90° — đã được chế tạo bằng phương pháp mài và so sánh. Tất cả các thử nghiệm ma sát với các địa hình bề mặt khác nhau được tiến hành bằng cách sử dụng một máy đo ma sát thay thế mô phỏng quá trình trượt thuần túy trong tiếp xúc bánh xe-đường ray. Áp suất Hertz được duy trì ở mức 1,000 MPa với hai cấp độ tốc độ trượt (20 mm/s và 80 mm/s). Nghiên cứu này đã dẫn đến năm phát hiện chính. Thứ nhất, các địa hình bề mặt ban đầu dường như có ảnh hưởng đáng kể đến hệ số ma sát độc lập với tốc độ. Thứ hai, việc tăng tốc độ trượt sẽ làm giảm hệ số ma sát. Thứ ba, đặc biệt khi đi kèm với tốc độ trượt cao, bề mặt thô ban đầu sẽ có ảnh hưởng đáng kể đến sự mòn của bánh xe. Thứ tư, giá trị mòn cao nhất được quan sát thấy ở các hướng rãnh 45° khi đi kèm với tốc độ trượt cao. Cuối cùng, thời gian làm quen dường như phụ thuộc vào các địa hình bề mặt ban đầu của đường ray và tốc độ trượt.
Từ khóa
#địa hình bề mặt #tiếp xúc bánh xe-đường ray #hành vi ma sát #tốc độ trượt #áp suất HertzTài liệu tham khảo
Eric E M, Joseph K. The application of contact mechanics to rail profile design and rail grinding. Wear 253: 308–316 (2002)
Cuervo P A, Santa J F, Toro A. Correlations between wear mechanisms and rail grinding operations in a commercial railroad. Tribol Int 82: 265–273 (2015)
Rippeth D, Kalousek J, Simmons J. A case study of the effect of lubrication and profile grinding on low rail rollover derailments at CSX transportation. Wear 191: 252–255 (1996)
Chandrasekar S, Farris T N, Hebbar R R, Hucher S A, Bulsara V H. Thermal aspects of surface finishing process. In ASM Metals Handbook: Surface Engineering 5. ACM, 1997: 152–157.
Lyu Y, Bergseth E, Olofsson U, Lindgren A, Höjer M. On the relationships among wheel-rail surface topography, interface noise and tribological transitions. Wear 338: 36–46 (2015)
Khalladi A, Elleuch K. Tribological behavior of wheel-rail contact under different contaminants using pin-on-disk methodology. ASME J Tribol 39: 011102 (2016)
Sundh J, Olofsson U. Seizure mechanisms of wheel-rail contacts under lubricated conditions using ball-on-disc test method. Tribol Int 41: 867–874 (2008)
Lundmark J, Höglund E, Prakash B. Running-in behavior of rail and wheel contacting surfaces. In International Conference on Tribology, Parma, Italy, 2006: 20–22.
Grassie S. Requirements for transverse railhead profile and railhead roughness following grinding. In 6th International Heavy Haul Conference, Cape Town, South Africa, 1997: 6–10.
Hiensch M, Larsson P-O, Nilsson O, Levy D, Kapoor A, Franklin F, Nielsen J, Ringsberg J W, Josefson B L. Two-material rail development: Field test results regarding rolling contact fatigue and squel noise behaviour. In 6th International Conference on Contact Mechanics and Wear on Rail/Wheel Systems, Gothenburg, Sweden, 2003: 10–13.
Hernandez F C R, Demas N G, Gonzales K, Polycarpou A A. Correlation between laboratory ball-on-disk and full-scale rail performance tests. Wear 270: 479–491 (2011)
Deters L, Proksch M. Friction and wear testing of rail and wheel material. Wear 258: 981–991 (2005)
Koan-Sok B, Keiji K, Tsunamitsu N. An experimental study of transient traction characteristics between rail and wheel under low slip and low speed conditions. Wear 265: 1417–1424 (2008)
Descartes S, Desrayaud C, Niccolini E, Berthier Y. Presence and role of the third body in a wheel-rail contact. Wear 258: 1081–1090 (2005)
Lewis R, Olofsson U. Mapping rail wear regimes and transitions. Wear 257: 721–729 (2004)
Cartier M, Kapsa P. Usure des contacts mécaniques, Maitrise de l’usure et du frottement, BM 5 068–1.
Colombié C, Berthier Y, Floquet A, Vincent L, Godet M. Fretting: Load carrying capacity of wear debris. ASME 106: 194–201 (1984)
Beek A. Advanced engineering design-lifetime performance and reliability. TU Delft, the Netherlands, 2009.
Sedlacek M, Podgornik B, Vizintin J. Influence of surface preparation on roughness parameters, friction and wear. Wear 266: 482–487 (2009)
Xie Y, Williams J A. The prediction of friction and wear when a soft surface slides against a harder rough surface. Wear 196: 21–34 (1996)
Peter J B. Interpretations of the friction and wear break-in behavior of metals in sliding contact. Wear 71: 29–43 (1981)
Peter J B. On the nature of running-in. Tribol Int 38: 1007–1012 (1977)
Saka N, Eleiche A M, Suh N P. Wear of metals at high sliding speeds. Wear 44: 109–125 (2002)
Kapoor A, Franklin F J, Wong S K, Ishida M. Surface roughness and plastic flow in rail wheel contact. Wear 253: 257–264 (2002)
Descartes S, Saulot A, Godeau C, Bondeux S, Dayot C, Berthier Y. Wheel flange/rail gauge corner contact lubrication: Tribological investigations. Wear 271: 54–61 (2011)
Suh N P. An overview of the delamination theory of wear. Wear 44: 1–16 (1977)