火车车轮热负荷裂纹的萌生

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铁路货车轮对轴承裂损故障分析

铁路货车轮对轴承裂损故障分析

铁路货车轮对轴承裂损故障分析摘要:因为在新世纪发展背景下,铁路货车的提速工作已经基本完成,在铁路货车运营速度提升的过程当中,轮轴是重要的承重部件,所以面临着诸多影响因素,包括轮轴的加工工艺以及制造材料等,都是影响到轮轴质量的影响因素。

所以在铁路货车运行检修工作中,轮轴检修工作出现故障和问题的几率是比较大的,需要技术人员就相关故障分析及处理工作进行加强,从而提升铁路货车运行安全。

关键词:铁路货车;轴承裂缝;故障引言影响铁路货车轮轴质量的因素很多,不仅和轮轴的设计结构、材料选择、加工工艺等生产工艺相关,同时和轮轴的承受重量、使用条件、使用状态、使用时间甚至和使用环境有关。

但铁路货车轮轴的的重要性关乎着生产财产的安全,同时和人身财产息息相关,因此对于轮轴故障的检测和分析尤其重要。

其中铁路货车轮对和轴承是直接承受力和扭矩的关键部件,下面主要从轮对和轴承常见的故障进行分析。

1概述近年来,我国经济取得了大幅度的发展,铁路交通建设也有了跨越式的进步,在此同时,铁路货车车辆不断更新,高速重载战略不断前行,这些都对铁路车辆检修和车辆配件质量提升提出了更高的要求。

其中车辆滚动轴作为铁路车辆中最重要的组成结构之一,其质量高低与稳定性强弱都对货车运行安全有着决定性的影响。

在过去我国铁路货车多使用滑动轴承,随着科学技术和工业技术的发展,铁路滑动轴承更新为滚动轴承,列车的运行速度和承载量都有了大幅度提升,更重要的是大大降低了货运车辆安全事故发生率。

但必须承认的是,当前我国货车车辆滚动轴也极易发生各种各样的故障,因此了解和掌握滚动轴承产生故障的原因,及时找到最佳诊断方法从而以最快的速度解决货车运行过程中可能出现的安全事故,同时消除现场检修作业中的不稳定因素,是相关检修技术人员亟待研究的课题。

2铁路货车轮对轴承裂损故障分析2.1铁路货车的轮对简介以及使用铁路货车的车轮主要是通过一个车轴与左右两个的车轮相连接,构成牢固的结构,直接接触钢轨。

600MPa级热轧双相钢汽车车轮裂纹分析

600MPa级热轧双相钢汽车车轮裂纹分析

600MPa级热轧双相钢汽车车轮裂纹分析张丹刘雅政周乐育张大伟刘玉娜(北京科技大学材料科学与工程学院,北京 100083)摘要使用600MPa级热轧铁素体马氏体双相钢生产汽车车轮,并对车轮进行动态弯曲疲劳试验。

在车轮通风孔处出现疲劳裂纹。

利用光学电镜和扫描电镜观察了疲劳裂纹的扩展过程,并分析了显微组织和夹杂物对于裂纹扩展的影响。

实验结果表明,夹杂物处于临界尺寸之下,没有影响裂纹的萌生和扩展。

经过机加工冲孔之后,通风孔次表面处出现大量的显微孔洞,并且显微组织发生强烈的疲劳变形;外表面观察到毛刺,并且观察到由毛刺根部引起的微裂纹。

实验钢有较强的缺口敏感性,导致外表面毛刺根部出现微裂纹,次表面显微孔洞为微裂纹扩展提供便利通道,经过次表面显微孔洞向内部扩展。

关键词热轧双相钢车轮裂纹弯曲疲劳试验夹杂物尺寸Research on Wheel Crack of 600MPa Grade Hot-rollingDual-Phase SteelZhang Dan Liu Yazheng Zhou Leyu Zhang Dawei Liu Yuna (Materials Science and Engineering School , University of Science and Technology Beijing , Beijing, 100083)Abstract A kind of 600MPa grade hot-rolling martensite dual phase steel was developed for wheel product. While in the bending fatigue test, fatigue crack appeared on the vent of the wheel. By using of optical microscopy and scanning electron microscope, the fatigue crack propagation process was observed, and the effect of the microstructure and inclusion to crack propagation was observed. The results showed that the inclusions in the test material are under the critical inclusion size, so the inclusions do not induce the happening and propagation of the fatigue crack. After machine processing, a large numbers of micro voids appeared in the subsurface of vent and the microstructure was strongly deformed; a micro crack was appeared from the root of the burr. This shows that the notch sensitivity is bad, so the micro crack must began from the root of the burr and the micro voids were the good ways while the crack propagated to the inner place.Key words hot-rolling dual phase steel, wheel crack, bending fatigue test, inclusion size近几十年来,微合金钢与低合金高强钢(HSLA)的开发,显著解决了汽车用钢的强度问题[1]。

铁道车辆车轮轮辋裂纹的原因和防止措施

铁道车辆车轮轮辋裂纹的原因和防止措施

铁道车辆车轮轮辋裂纹的原因和防止措施
赵佩玉
【期刊名称】《铁道车辆》
【年(卷),期】1995(033)009
【摘要】本文从现场轮辋裂纹故障入手,分析了轮辋裂纹的特点及其形成原因,并提出了可行的防止措施。

【总页数】4页(P33-36)
【作者】赵佩玉
【作者单位】无
【正文语种】中文
【中图分类】U270.331.1
【相关文献】
1.铁道车辆车轮轮辋裂纹检测系统 [J], 潘建壮;原毅
2.车辆车轮轮辋裂纹自动检测系统的研制 [J], 潘建壮;刘继
3.铁道车辆车轮踏面擦伤原因及防止措施 [J], 赵佩玉
4.车轮轮辋周向裂纹原因分析 [J], 徐会文;李树林;张磊;李岩;姚鹏
5.铁道车辆车轮轮辋裂纹原因及防止措施 [J], 李宝泉;张大斌
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铁路货车热轴故障的原因分析及防范措施

铁路货车热轴故障的原因分析及防范措施

铁路货车热轴故障的原因分析及防范措施2019-09-06摘要:随着铁路货车向重载、⾼速的⽅向发展以及车辆使⽤率的提⾼,车辆在运⽤中出现的车辆故障也⽇益突出,特别是滚动轴承故障的⼤幅度增加,使车辆运⽤部门做好滚动轴承的防燃、防切⼯作成为⼀项重要的攻关课题。

经过铁路⼤规模的货车改造,货车轴承已基本实现了滚动化,滚动轴承故障已成为影响铁路运输畅通和安全⽣产的关键因素。

正确分析和判断处理列车队中发⽣的滚动轴承故障,减少货车中途停甩,防⽌燃、切轴事故的发⽣是列检作业场的重要职责,THDS技术是提前防范燃、切轴事故发⽣的⾼端⼿段。

笔者通过查阅科技资料、现场调查,发现在铁路货车运⽤过程中发⽣THDS预报⾼值⼀般存在五个⽅⾯的原因,即:轴承故障、车轮故障、车辆偏载、外部因素引发THDS误判、THDS设备故障。

为了更好地分析、处理热轴预报的⾼值轴承,笔者从轮轴⽣产及检修、列检作业、THDS设备维护以及加强铁路各部门联劳协作4个⽅⾯提出了建议。

关键词:热轴故障原因分析防范措施随着铁路货车向重载、⾼速的⽅向发展以及车辆使⽤率的提⾼,车辆在运⽤中出现的车辆故障也⽇益突出,特别是滚动轴承故障的⼤幅度增加,使车辆运⽤部门做好滚动轴承的防燃、防切⼯作成为⼀项重要的攻关课题。

经过铁路⼤规模的货车改造,货车轴承已基本实现了滚动化,滚动轴承故障已成为影响铁路运输畅通和安全⽣产的关键因素。

正确分析和判断处理列车队中发⽣的滚动轴承故障,减少货车中途停甩,防⽌燃、切轴事故的发⽣是列检作业场的重要职责。

铁路货车使⽤滚动轴承以⽆轴箱双列圆锥滚⼦轴承为主,从以前的197720、197726、197730型到提速货车的滚动轴承,有国产352226XZ-2RZ型及引进国外技术⽣产的SKF197726型以及进⼝AP130、AP150和TUB150型等。

在当前运⽤中有4种即197726、SKF197726、352226XZ-2RZ、353130B型,其中SKF1977226、352226XZ-2RZ和353130B紧凑型滚动轴承已成为当今提速货车的主流。

不同材质对碾钢火车轮裂纹产生机制的影响研究

不同材质对碾钢火车轮裂纹产生机制的影响研究

不同材质对碾钢火车轮裂纹产生机制的影响研究摘要:交通是当今社会发展的一个重要助力因素,公路,铁路,航空,轮船已经成为了我国四大交通出行方式。

铁路火车是我国当前最常见,也是使用人数最多,运输量最大的交通出行方式,所以火车在各方面的情况都应该得到我们的重视。

在我国火车发展的历程中,碾钢火车车轮裂纹的产生严重的影响了火车的正常运行,探究火车轮裂纹产生的原因以及解决方法成为了当前铁路部门所应当解决的重要问题。

目前,我们在监测年赶火车轮裂纹的过程中采用弱磁技术,并且判断不同的材质对于炼钢火车轮裂纹的产生有着怎样的影响,希望能够从根本上解决火车轮纹产生的问题。

本文章以弱磁技术为基础,根据磁感应强度的增幅来判断裂纹的深度,利用拟合算法和统计学知识来判断不同材质对于车轮裂纹产生机制的影响。

关键词:火车轮裂纹;裂纹检测;弱磁技术;材质分析前言在火车的各个零部件中,火车轮是一个十分重要的核心部件,火车轮能否正常工作就直接影响到火车能否正常的运行,但是火车轮的工作环境十分恶劣,很容易就会在火车轮面出现裂纹,对火车轮带来极大的损伤,影响了火车轮的正常工作。

目前,我国高铁技术的发展飞快的速度提升,火车轮裂纹是我们当前所急需解决的一个问题。

火车轮的质量检测以及火车人材质的更新是保障列车行驶安全的关键工作,只有做到这些,才能够让我国的高铁技术进一步的发展。

在我国高铁技术发展的过程中,铸钢轮和碾钢轮是两种主要的火车轮类型,但是由于铸钢轮的缺点较多,现在已经开始逐渐的被淘汰。

所以碾钢轮成为了我国铁路车辆上主要使用的车轮。

虽然碾钢轮的强度高,韧性好,更加的安全可靠,但是经过长期的撞击摩擦,碾钢轮仍然还是会出现裂纹等损害现象。

我国在对于碾钢轮材质检测的技术研究起步较晚,初期主要以超声、涡流等常规的检测技术为主,经过了一段时间的发展,弱磁技术已经成为了我国当前碾钢轮材质检测的主要技术。

本文章通过阐述弱磁技术的原理,分析不同材质对于火车轮裂纹出现的影响,希望能够为我国火车轮技术发展提供相应的理论依据。

铁路货车滚动轴承热轴原因浅析及预防措施

铁路货车滚动轴承热轴原因浅析及预防措施

铁路货车滚动轴承热轴原因浅析及预防措施摘要:在铁路货车运行当中,滚动轴承热轴故障,特别是强热、激热故障正在逐步减少,但对于滚动轴承来说一旦发生热轴故障,就会严重危及行车安全,必须果断处置,及时拦停换轮。

因此对滚动轴承热轴原因进行分析并找到解决办法是十分必要的。

关键词:滚动轴承;热轴;;原因分析;预防措施一般来说,铁路货车热轴原因是多方面的,这就要求我们在铁路货车轴承热轴原因分析时要综合考虑,方方面面进行研究,对常见的热轴原因进行一一排查。

1铁路货车轴承热轴原因分析1.1 滚动轴承存在明显质量问题一般情况下,如果轴承的关键性零部件存在制造缺陷,就可能会产生热轴。

这属于滚动轴承质量问题引起的热轴现象。

常见的有轴承内外圈滚道表面出现粗糙度不符合工艺要求的情况,此外,两大摩擦表面的微观凸峰会因为相遇损坏油膜,导致机器处于半摩擦状态,引发热轴。

当然,轴承轴向游隙超过限制,零件有明显裂纹、油脂存在质量不合格等都可能会造成热轴现象。

1.2零件的外观检查及相应尺寸检查不严谨问题对零部件的外观检查及尺寸检查不彻底、不仔细引发的热轴也比较常见,在检修中重点检修内容就是零部件的外观及尺寸检查,当轴承存在比较隐蔽的故障缺陷时,常见的有保持架的窗梁根部存在细小裂纹。

滚子、内外圈滚道存在剥离现象,外圈的牙口及挡边存在缺陷等,在放大镜下如果没有仔细核对检查,很可能因为工作的漏检造成热轴,影响列车运行安全。

因此,建议在对轴承组装前做好相应的轴承尺寸测量,尤其是对自由状态下的轴承装配高度及轴向游隙的检测,一旦游隙过大,轴承的横向冲击力明显加大,很容易损坏轴承,如果轴承的游隙变小,在通过曲线时,因为侧向力的作用,往往会引起摩擦,摩擦产生大量的热,导致轴承热轴发生。

1.3 轴承组装、压装方面原因当轴承在检修过程中清洗不干净,轴承之间的间隙过大或者过小,组装时带有其他的杂质,有故障的或者超过使用期限的配件没有及时的更换,都会导致在使用过程中出现热轴;还有保持架的窗梁根部有裂纹,外圈牙口、内圈小挡边有裂纹或者缺陷,内外圈滚道有裂纹或者剥离等,都会出现热轴。

铁路货车轮轴探伤存在的问题及建议

铁路货车轮轴探伤存在的问题及建议摘要:铁路货车轮轴是确保铁路货车安全、稳定运行的重要结构,不仅仅具有重要的承重作用,同时也直接关系到铁路货运的经济效益。

在铁路货车运行过程中,对轮轴质量造成影响的因素有很多。

因此,采取有效的措施加强轮轴质量检修十分重要。

超声波探伤工艺是一种有效的无损检测技术,在轮轴损伤检测中具有重要的应用价值。

随着科学技术的不断发展,铁路企业还要积极改变传统的人工手动超声探伤方式,利用计算机技术、信息技术不断完善超声波自动化探伤系统,进而提高铁路货车的运行检修水平。

关键词:铁路运输;货车轮轴;探伤在经济和社会迅速发展的今天,我国的铁路事业也在不断发展,我国的铁路运行速度和运载负荷也在不断提高。

在铁路货车运行中注重轮轴质量控制工作,分析轮轴质量影响因素,从轮轴结构设计、材料选择、承受重量、使用环境和使用条件等方面,采取措施提高轮轴质量。

其中,超声波探伤工艺属于一种无损检测技术,在轮轴损伤检测中有重要的应用价值,借助计算机技术信息技术完善超声波自动化探伤系统,为铁路货运车辆运行安全性提升奠定良好基础。

一、铁路货车冷切轴原因冷切轴断裂以疲劳断裂为特征,断裂部位在车轴的卸荷槽处和轮对压装外侧。

断面呈皿状旋转弯曲疲劳断口 , 裂纹源有明显的45°剪切唇, 扩展区贝壳状细密而扁平。

冷切轴断裂从裂纹萌生到断裂其速度比较缓慢。

近年铁路提速后冷切轴断裂现象比较突出。

(1) 卸荷槽受力分析为方便机械加工以及释放压装应力, 卸荷槽较轴头尺寸小 0. 10mm , 静态最大拉应力为 51MPa。

车轴在运行状态下,由于弯曲载荷的作用 ,卸荷槽处单元体随着车轴旋转承受拉压交变正应力和脉动交变剪应力 ,当卸荷槽单元体旋转到上部时 ,拉伸应力达到最大值而剪应力为零 ;旋转到中间部位时,正应力降为零而剪应力为最大值;旋转到下部时 ,压缩应力达到最大值而剪应力为零。

如此反复构成了车轴的疲劳载荷。

(2) 轮对压装外侧受力分析静态最大拉应力为 40M Pa ,其旋转时疲劳载荷方式与卸荷槽相同。

货车车轮轮辋裂纹扩展特征分析


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试 验 研 究
铁 道 车 辆 第 5 j卷 第 1 2期 2 0 1 7年 1 2 7 1
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货 车 车 轮 轮 辋 裂 纹 扩 展 特 征 分 析

S a n d e r 等 。 。 刈 ‘
预 裂纹 的 ( I 、 样进 行 rI l J 复
断裂 力学 认 为 ・ 裂纹 I l 型或 …J I , J 强 度 子 范 …
( A K J { 或 △ K …) 驱 动 下将 会 发 , i 偏折 . 最 终 裂 纹 尖 端
辋 裂通 常 轮荆 J ~沿 轮辋 周 扩 。 { 裂纹 扩 展 刨轮辋 侧 时 f j 』 ! I j 形成 与踏 而近 似 仃的 裂纹 . 如
1 ( t ) 所 示 。 裂 纹 扩 过 『 I 1 会 从 裂 纹 核 心 部 位 向外扩 展 . 并 形 成 以裂纹 源 为卡 乏 心 的 疲 条 纹 . 奠 ¨ l
( Ma x i n I U H ]T m I  ̄ t i a l S t r e s s c r i t  ̄ 、 r i o n . 简称 MT S准
城 筒 的 作

铁路客车轴承零件磨削裂纹的产生原因与预防措施

3 . 2 实施合 理的 、 严 格 的 热 处 理 规 范 应 严格 控 制 淬火 温度 , 淬火 后 应及 时 、 充 分 回火 。
残 余应 力会 比较大 , 在此情 况 下进行 磨削 时 , 脆 性较 大 的淬火 组织 在磨削 应力 和热应 力 的双重作 用下 就很容 易产 生裂纹 ; 热处 理淬 火温 度过高 , 会造 成轴 承零件 组 织过 热 、 晶粒粗 大 、 显 微 裂 纹 的数 量 增 多 , 导致 产 生 磨 削裂 纹 的倾 向增 大 ; 零件 热 处 理 后残 余 奥 氏 体量 较 多
较 为普 遍 。
( 3 )冷却 液 的冷却效 果不 理想 。冷 却 液冷 却性 能
差, 散 热效 果不 显著 , 或冷 却液不 能直 接浇注 在磨 削 区 域, 也会 产生较 大 的磨 削热 。 2 . 2 热 处理 不规 范和 淬 火组 织 缺 陷也 会 导 致 磨 削裂

( 2 )选 择合 理 的磨削用 量 。采用 较 低 的砂 轮进 给 轴 承零件 淬火 后 , 如 回火不 及 时或不充 分 , 零件 内 速度 、 较小 的磨 削深度 和较 高的工 件转 速 , 可 以降低 磨 削温 度 , 从 而避 免磨削 裂纹 的产生 。 ( 3 )选用 冷却 性 能 好 的冷 却 液 , 并 对 磨 削 区域 进 行充 分 而均匀 的冷却 。
有 资料 表 明 , 回火 温度 、 时间 和次数对 磨 削裂纹 的产 生
影 响很 大 。随着 回火 温度 的升 高 , 产 生磨 削 裂 纹 的倾
向 减 小 。 回火 温 度 在 2 0 0℃ 以下 时 , 随 着 回 火 时 间 的
延 长 或 回火 次数 的增加 , 产生磨 削 裂纹 的倾 向均减 小 。

浅谈C70型货车车轮轮缘裂纹的原因分析及应对措施

浅谈C70型货车车轮轮缘裂纹的原因分析及应对措施作者:张强洪来源:《科技与创新》 2015年第22期张强洪(中铁三局集团有限公司运输工程分公司,山西晋中 030600)摘要:简要分析了近期C70 型货车车轮轮缘出现裂纹的相关数据,总结了导致车轮轮缘出现裂纹的内外部因素,并针对这种情况提出了几点改进措施。

关键词:轮缘裂纹;C70 型货车;车轮轴重;导向轮中图分类号:U270.33 文献标识码:A DOI:10.15913/ki.kjycx.2015.22.077C70 型货车是朔黄铁路公司最早上线运行的一批新型车辆。

截至目前,C70 型货车相继出现了车轮踏面圆周磨耗超限、车轮轮缘厚度超限等故障。

近期,多个车轮轮缘裂纹故障尤为严重。

轮缘出现裂纹并延伸后,会直接导致车轮破碎,使得列车脱轨。

这些典型故障引起了各方面的高度关注。

为此,车辆技术人员调查了现有的故障车,提取了相关数据作分析、研究,并针对故障提出了相应的改进措施。

1 调查情况朔黄铁路线路全长594 km,神朔铁路线路全长221 km,而C70型货车周转时间约为2.7 d,那么,车辆年运行里程约为2.2×105 km。

现收集了近期出现车轮轮缘裂纹的C70 型货车的相关数据。

出现车轮轮缘裂纹的车辆基本信息统计情况如表1 所示。

调查结果显示,不同生产轮对的厂家、不同的轮对出厂时间和熔炼炉号生产出的车轮都出现了轮缘裂纹的情况。

这说明,轮缘裂纹具有普遍性。

出现轮缘裂纹的车轮主要有3 种:①踏面圆周磨耗、轮缘厚度磨耗严重的车轮;②相对于同轮对的另一个车轮踏面圆周磨耗、轮缘厚度磨耗严重的;③主要发生在上行重车方向各个转向架的前导向轮位置。

2 轮缘裂纹原因分析2.1 C70 型货车车轮轴重和材质问题在朔黄线上运行的其他车型,比如C64 型、C64K 型、C64H型的货车运行方式与C70 型货车的一样,但是,并未发现有车轮轮缘裂纹。

鉴于此,相关工作人员应该考虑,C70 型货车轮对的材质和轴重是否能够满足朔黄线的运行要求。

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Wear268 (2010) 50–58ContentslistsavailableatScienceDirectWear

journalhomepage:www.elsevier.com/locate/wear

Surfacecracksinitiationoncarbonsteelrailwaywheelsunderconcurrentloadofcontinuousrollingcontactandcyclicfrictionalheat

KazuyukiHandaa,∗,YoshisatoKimurab,YoshinaoMishimabaFrictionalMaterialsGroup,MaterialsTechnologyDivision,RailwayTechnicalResearchInstitute,2-8-38Hikari-choKokubunji,Tokyo,185-8540,Japan

bDepartmentofMaterialsScienceandEngineering,InterdisciplinaryGraduateSchoolofScienceandEngineering,TokyoInstituteofTechnology,4259-G3-23,

NagatustaMidori-ku,Yokohama,226-8502,Japan

articleinfoArticlehistory:Received2May2008Receivedinrevisedform9April2009Accepted18June2009Available online 26 June 2009Keywords:RailwaywheelsThermalcracksExperimentalverificationResidualstressCracksconfigurationsabstractFocusingonthedurabilityofcarbonsteelrailwaywheels,so-calledtreadthermalcracks,oneofseveredamagesonthetreadsurface,wereinvestigatedtounderstandthecracksgenerationprocessesinvolv-inginitiationandpropagation.Wehavedemonstratedthattreadthermalcrackscanbeexperimentallyreproducedundertheconditionofconcurrentloadingofcontinuousrollingcontactwithrailsandcyclicfrictionalheatfrombrakeblocks,throughtheexperimentsusinganactualrailwaywheel.Relationsofresidualstress,cracksconfigurationandfracturesurfacewereexaminedtoconsiderthecrackgenera-tionprocess.Plasticdeformationandthermalstressnearthesurfaceresultinsubstantialtensileresidualstress,whichcausesthegenerationofcracks.© 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

1.IntroductionInrecentyears,brakingthermalloadontherailwaywheelsetshasbeennotablyincreasedduetotheadvancementintrainrunningspeedsandservicefrequencies.Thefrictionbrakesystemsusedonrailwaywheelsetsconsistoftwotypes[1];discbrakeswithbrakeliningsandwheeltreadbrakeswithbrakeblocks.Focusingparticu-larlyonthelatter,defectssuchascracking,peelingandtreadwearwhichiscausallyrelatedtovehicledynamicsareinducedonthesurfaceofthewheeltreadduringtheservice.Considerableresearcheffortshavebeenmademainlyinviewofrollingcontactfatigue(RCF)tounderstandthemechanismsandthetribologicalcharac-teristicsofthesephenomena,whichcontributetomanyscientificandtechnologicalknowledge[2].Nevertheless,asthesurfaceofwheeltreadisaffectedbyphysicalandtribologicalfactorssuchascontactstress,friction,plasticdeformation[3]andfatigue[4],identificationofthedominantfactorsandthecriteriaofsurfacedefectsisgenerallydifficult.Amongseveraltypesofsurfacedefects,ladder-shapedcracksgeneratedonthewholecircumferenceofawheeltread,calledtreadthermalcracks,showninFig.1,havebeenrecognizedtobeoneofthemajorproblemsinthemaintenanceprograms.∗Correspondingauthor.Tel.:+81425737341;fax:+81425737331.E-mailaddress:khanda@rtri.or.jp(K.Handa).Inthepresentwork,wehavefocusedontheexperimentalrepro-ductionandmetallurgicalverificationofthetreadthermalcracksonrailwaywheels.Themainproblemindealingsystematicallywiththetreadthermalcracksliesinthedifficultiesinexperimen-talverification,becausethetreadthermalcrackshavebeenhardlyobservedinwheeltreadbrakedynamometerbenchtestsinspiteofthesevererbrakingconditionsimposed.Wehavehypothesizedthattwomajorfactorsareessentiallyresponsiblefortreadthermalcracks;oneisrepeatedthermalinputlocalizedonthesurfacelayerofthewheeltreadduetorepeatedbraking,andtheotheriscontinuousrollingcontactwiththerailhead.Underourassumption,treadthermalcrackscouldbegeneratedattheregionwherebothheatinputandrollingcontactareimposed,whereasnotbegeneratedbyanyoneofthecondi-tions.Thethermalloadonthewheeltreadbythefrictionwiththebrakeblockisconsideredtohaveconsiderableununiformityduetothermoelasticinstability(TEI)duringabrakecycle.However,accu-mulatedthermalloadaftermanytimesofbrakingcanbeassumedtoberoughlyuniformoverthetreadwidth,becausethewearofthefrictionsurfaceofthebrakeblockisroughlyuniform.Whereastheaccumulatedmechanicalloadbytherollingcontactwithrailsisnotnecessarilyuniformoverthetreadwidth.Thismeansthatbycontrollingtherail-contactpositioninthetreadwidththeeffectofthenumbersofrollingcontactonthegenerationofcracksundertheequivalentthermalloadingscanbeevaluated.Inthepresentworktherelationshipsbetweentherollingcontactfrequencyandcrackgenerationonthewheeltreadundertherepeatedthermalloads

0043-1648/$–seefrontmatter© 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.doi:10.1016/j.wear.2009.06.029

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