地铁DTⅢ型扣件e型弹条疲劳特性理论分析

薄栋乾,江万红,吴 浩,庞 玲

(1.西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室,成都 610031； 2.中铁二院工程集团有限责任公司,成都 610031)

引言

扣件系统是铁路轨道结构的重要组成部分，在保持和调整轨距、轨向，提供弹性、减小振动和冲击等方面起到重要作用[1]。然而，已有工程实践表明，在服役过程中，铁路轨道扣件系统经常会出现疲劳病害，且发生疲劳病害的部件主要是弹条。近年来，随着铁路运行速度的提高，弹条的疲劳破坏现象变得尤为严重。因此，弹条疲劳特性的研究对指导弹条的设计与安装，改善提高铁路轨道扣件系统的耐疲劳性能，提高行车安全具有重要意义。

目前对于扣件弹条疲劳破坏的研究主要有以下3个方面：弹条材料性能研究、弹条静动力性能研究，以及弹条疲劳性能研究。

材料性能研究方面，弹条的断裂为典型的疲劳断裂，裂纹起源于弹条表面缺陷位置，通过观察弹条断口形状，并分析弹条服役状态中受载情况，认为弹条的断裂类型为弯扭疲劳断裂[2-4]。静动力性能研究方面，尚红霞[5]对e型弹条进行了静力分析，发现弹条中肢插入铁垫板插孔长度的增加对弹条扣压力的影响较小，但是对弹条应力的影响比较明显；朱胜阳等[6]研究了钢轨波磨对扣件弹条振动特性的影响；肖宏等[7]从时频域的角度对e型弹条展开研究，发现其在自然状态下及服役状态下的前两阶频率与测试段波磨通过频率一致引发共振，从而使弹条振动强度增大发生折断。……