《钢轨力学与钢轨伤损》

目 录1

第一章钢轨的性能、断面、验收及材质1

§1-1钢轨应具备的性能与我国钢轨现状1

一、对现代钢轨的要求及钢轨断面1

二、我国铁路运营与钢轨现状6

§1-2钢轨材质、尺寸公差及钢轨验收10

一、轨钢的化学成分11

二、钢轨的力学性能13

三、钢轨的金属组织及热处理17

四、钢轨公差与钢轨验收18

§1-3钢的缺陷及对钢轨性能的影响21

一、炼钢、铸锭过程中钢内缺陷的形成22

二、非金属夹杂物的性质26

三、非金属夹杂物对钢轨的影响28

第二章钢轨力学35

§2-1钢轨断面上应力的发生位置35

一、连续弹性基础梁理论36

§2-2轨底弯曲应力36

二、轨下基础弹性模量39

三、钢轨弯曲应力准静态计算40

四、影响钢轨轨底弯曲应力的因素43

§2-3轮轨接触应力45

一、赫兹轮轨接触应力45

二、确定轮轨接触椭圆的直接方法49

三、接触面附近轨头内应力分布58

四、车轮滚动时轨头内应力的变化59

§2-4 轨头下棱处钢轨弯曲应力63

§2-5钢轨断面变形应力68

§2-6钢轨轴向应力70

一、温度应力70

二、列车纵向荷载71

§2-7 残余应力71

§2-8车轮扁疤作用下的钢轨应力75

§2-9接头钢轨应力76

一、普通接头钢轨应力76

二、焊接部的钢轨应力和轮载变动77

三、接头受力分析78

§2-10钢轨振动81

第三章钢轨使用标准与我国钢轨伤损特征83

§3-1钢轨使用标准83

一、轨型标准83

二、强度标准85

§3-2钢轨性能在运营中的变化86

一、残余应力的变化86

二、疲劳强度的变化90

三、轨顶硬度的变化91

四、冲击韧性及静力强度的下降92

§3-3常见的钢轨伤损类型及当今我国钢轨94

伤损特征94

一、常见的钢轨伤损类型94

二、当今我国钢轨伤损特征99

§3-4我国钢轨伤损分类104

§4-1引述117

一、轮轨相互磨耗参数117

第四章钢轨的磨损117

二、钢轨磨耗形态118

三、影响钢轨磨耗的基本因素119

四、轮轨间滑动的成因121

§4-2轮轨磨损机理122

一、磨损现象122

二、粘着磨损123

三、磨粒磨损129

四、疲劳磨损129

五、腐蚀磨损131

六、轮轨磨损特性132

§4-3滚动与滑动132

一、自由滚动（纯滚动）132

二、滚动中的微滑138

§4-4 曲线上轮轨相互作用力149

一、运行形态149

二、导向力及摩擦横向力150

三、钢轨导向力及法向轮缘力153

四、轮轨作用力及其确定方法154

一、外轨侧磨过程157

§4-5曲线外轨侧磨157

二、外轨侧磨参数159

三、外轨侧磨曲线163

§4-6钢轨波状磨耗165

一、外观及特征165

二、波状磨耗的成因168

三、波状磨耗的预防170

§5-1接触疲劳伤损的形成过程172

第五章钢轨接触疲劳伤损172

§5-2剥离174

一、轨头剥离特征及对轨道的危害174

二、剥离形成原因176

§5-3轨头横向疲劳裂纹（核伤）188

一、核伤形成的特征189

二、影响核伤裂纹发展的因素193

三、核伤临界尺寸197

§5-4钢轨探伤周期207

一、确定探伤周期时应考虑的问题207

二、钢轨核伤面积的修正209

三、旧轨再用地段钢轨探伤周期的确定211

四、钢轨探伤周期213

§5-5减缓钢轨接触疲劳伤损的措施215

一、净化轨钢，控制夹杂物的形态215

二、采用淬火钢轨，发展优质重轨，改进216

轨钢力学性质216

三、改革旧轨再用制度，合理使用钢轨221

五、按轨钢材质分类铺轨222

四、钢轨打磨222

第六章轨腰裂纹227

§6-1轨端螺栓孔裂纹227

一、静、动态加载条件下螺孔周边应力分布229

二、螺栓孔主应力计算233

三、螺检孔裂纹临界值的近似计算237

四、影响螺栓孔裂纹的因素241

§6-2轨腰纵向水平裂纹246

一、力学分析247

二、轨腰纵向水平裂纹的临界值254

第七章钢轨疲劳寿命的估算257

一、利用paris公式估算核伤扩展寿命258

§7-1轨头核伤扩展寿命的估算258

二、苏联经验公式277

§7-2用最小二乘法估算钢轨大修周期277

§7-3威布尔分布数值特征283

一、威布尔分布函数283

三、可靠度寿命、特征寿命、中位寿命及286

“众数”寿命286

二、威布尔分布密度函数286

四、平均寿命及方差287

五、失效率函数与平均失效率288

六、威布尔分布参数m、t0及γ289

§7-4威布尔坐标纸的构造及运用293

一、威布尔坐标纸293

二、排列分布（秩分布）296

三、在威布尔坐标纸上配分布直线299

四、威布尔分布参数估计302

的符合程度303

五、用皮尔逊x2分布检算理论与实际频率303

§7-5钢轨伤损资料的统计及其威布尔分布图304

的绘制304

一、关于寿命度量指标、钢轨失效单位及其参数的定义306

二、原始资料的收集和整理308

§7-6 利用钢轨伤损的威布尔分布概率图研究312

钢轨的合理使用问题312

一、钢轨平均寿命、可靠度寿命及伤损趋势312

的预报312

的预报317

二、在指定的通过总质量期间钢轨新生缺陷317

三、利用威布尔概率分布图比较不同轴载对318

轨道破坏的影响318

四、预报线路大修周期及钢轨剩余寿命319

五、研究不同线路通过一定总质量后的322

可靠度R(Q)322

六、利用威布尔分布图比较不同厂家的324

钢轨质量324

七、旧轨再用混杂地段钢轨伤损数量的预测324

参考文献329