CN110987261A - 一种钢轨残余应力的测试方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种采用轨腰切口法测试钢轨残余应力的试验方法，包括以下步骤：1)试样准备；2)轨腰切割；3)测量。其利用线切割机床进行切割，切口表面质量好，无机械加工中的宏观切削力；试样长度600mm，钼丝选用0.18mm线切割专用钼丝，切口长度400mm，切割过程采用计算机编程控制，切口尺寸精度高；使用平均值法进行残余应力位移值测量，以减少测量误差；用游标卡尺进行测量，要求位移值(+或‑)≤3.75mm。
Description
技术领域
本发明涉及冶金及金属材料领域，尤其涉及一种钢轨残余应力的测试方法。
背景技术
钢轨残余应力测定有多种方法，主要有分割法、贴应变片法、锯切口法、穿孔法、X射线衍射法、中子衍射法和超声应力测定法等。最多的主要是破坏性的轨腰锯切法和横断面锯切法，而且都已被采纳到钢轨的标准中。美国铁路工程保养协会标准中的钢轨技术条件AREMA—2009标准中对钢轨中残余应力的评定方法采用轨腰锯切法。
传统的轨腰锯切法采用合金锯片切削，受到切削加工过程中产生振动，切削速度，刀具的几何形状、尺寸等因素影响，加工时产生的几何形状误差较大。由于切削力大而且不平均，残余应力释放的过程中，由于塑性变形引起的加工残余应力很大，影响钢轨材料残余应力的正常释放。
发明内容
本发明的目的是提供一种钢轨残余应力的测试方法，减小测试误差，提高准确性。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种钢轨残余应力的测试方法，包括如下步骤：
1)、试样准备
在距离成品轨端头≥3m)取钢轨，在钢轨中轴线的轨头、底各做标记，使用游标卡尺测量切口前钢轨断面所标识的各点间距；
2)、轨腰锯切
利用线切割专用钼丝切割机床在钢轨中和轴沿轨腰方向切割；
3)、测量
在钢轨截面取五段距离进行测量，然后求垂直位移的平均值以减小误差。
进一步的，轨头的标记位置距轨顶距离为6mm，设置五个标记位置，相邻标记位置的距离为10mm。
进一步的，轨底的标记位置距轨顶距离为6mm，设置五个标记位置，相邻标记位置的距离为10mm。
进一步的，所述钢轨的长度为610mm。
进一步的，所述步骤2)中，要求加工范围≥400mm，切割过程采用计算机控制，要求加工速度：100～200mm/h，切口长度400mm。
进一步的，钼丝选用0.18mm线切割专用钼丝。
与现有技术相比，本发明的有益技术效果：
利用线切割机床进行切割，切口表面质量好，无机械加工中的宏观切削力。试样长度600mm，钼丝选用0.18mm线切割专用钼丝，切口长度400mm，切割过程采用计算机编程控制，切口尺寸精度高。使用平均值法进行残余应力位移值测量，以减少测量误差。用游标卡尺进行测量，要求位移值(+或-)≤3.75mm。
采用钼丝切割机床进行轨腰切割试验，线切割直接利用电能进行脉冲放电加工，工具电极和工件不直接接触，无机械加工中的宏观切削力，工件切削表面质量高，切口尺寸精度好，对钢轨自身的残余应力释放干扰小，可较真实地反映钢轨矫直后的残余应力。
附图说明
下面结合附图说明对本发明作进一步说明。
图1为标记点示意图；
图2为轨腰锯切残余应力示意图。
具体实施方式
一种钢轨残余应力的测试方法，包括如下步骤：
1、试样准备
从轨梁厂取样，在距离成品轨端头尽量远的地方(≥3m)取610mm长的钢轨，在钢轨中轴线的轨头、底各做标记，使用游标卡尺测量切口前钢轨断面所标识的各点间距。标记位置距轨顶、底距离为6mm，每个点距离为10mm，记为AA′、BB′、CC′、DD′、EE′，如图1所示。
2、轨腰锯切
利用线切割专用钼丝切割机床在钢轨中和轴沿轨腰方向切割，切口位置距轨底高度如下表：
表1轨腰切割位置
要求加工范围≥400mm，钼丝选用0.18mm线切割专用钼丝。切割过程采用计算机控制，要求加工速度：100～200mm/h，切口长度400mm，如图2所示。
3、测量
试验过程中使用游标卡尺测量垂直位移，由于偶然因素、测量习惯等因素，产生误差较大。为控制误差，设计在钢轨截面取五段距离进行测量，然后求垂直位移的平均值以减小误差。
切口在轨高方向位移Δt：
Δt＝1/5(ΔAA′+ΔBB′+ΔCC′+ΔDD′+ΔEE′) (1)
式中ΔAA′、ΔBB′、ΔCC′为各点在轨高方向位移：
ΔAA′＝AA′切口后-AA′切口前；
ΔBB′＝BB′切口后-BB′切口前；
ΔCC′＝CC′切口后-CC′切口前；
ΔDD′＝DD′切口后-DD′切口前；
ΔEE′＝EE′切口后-EE′切口前；
根据AREMA—2009标准中对钢轨中残余应力的评定方法要求，Δt≤3.75mm的钢轨被视为合格。
以上所述的实施例仅是对本发明的优选方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。
Claims (6)
1.一种钢轨残余应力的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
1)、试样准备
在距离成品轨端头≥3m)取钢轨，在钢轨中轴线的轨头、底各做标记，使用游标卡尺测量切口前钢轨断面所标识的各点间距；
2)、轨腰锯切
利用线切割专用钼丝切割机床在钢轨中和轴沿轨腰方向切割；
3)、测量
在钢轨截面取五段距离进行测量，然后求垂直位移的平均值以减小误差。
2.根据权利要求1所述的钢轨残余应力的测试方法，其特征在于，轨头的标记位置距轨顶距离为6mm，设置五个标记位置，相邻标记位置的距离为10mm。
3.根据权利要求1所述的钢轨残余应力的测试方法，其特征在于，轨底的标记位置距轨顶距离为6mm，设置五个标记位置，相邻标记位置的距离为10mm。
4.根据权利要求1所述的钢轨残余应力的测试方法，其特征在于，所述钢轨的长度为610mm。
5.根据权利要求1所述的钢轨残余应力的测试方法，其特征在于，所述步骤2)中，要求加工范围≥400mm，切割过程采用计算机控制，要求加工速度：100～200mm/h，切口长度400mm。
6.根据权利要求5所述的钢轨残余应力的测试方法，其特征在于，钼丝选用0.18mm线切割专用钼丝。
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| CN201911126131.3A CN110987261A (zh) | 2019-11-18 | 2019-11-18 | 一种钢轨残余应力的测试方法 |
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| CN201911126131.3A CN110987261A (zh) | 2019-11-18 | 2019-11-18 | 一种钢轨残余应力的测试方法 |
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| CN201911126131.3A Pending CN110987261A (zh) | 2019-11-18 | 2019-11-18 | 一种钢轨残余应力的测试方法 |
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| CN (1) | CN110987261A (zh) |
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2019
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