科创中国
一种考虑轮轨接触几何特性的钢轨接触疲劳试验台
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2025-05-27 11:09:56
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| 徐景新 | 2025-05-27 11:09:56
一种考虑轮轨接触几何特性的钢轨接触疲劳试验台，具有反力架、轮对、左钢轨、右钢轨、左轨枕、右轨枕、多个扣件、左底座、右底座、左垂向作动器、右垂向作动器、卡箍、两个万向球平台、呈纵向设置的导向筒、能沿导向筒上下滑动的垂向导柱、能升降的左承载平台、右承载平台和限位框。限位框上安装有呈前后相对设置的两个万向球平台，卡箍与轮对的车轴固定连接，垂向导柱的底部与轮对的车轴固定连接。本发明能模拟车轮在直线或曲线线路条件下实际的轮轨接触关系，可实现复杂载荷下轮轨接触行为、钢轨疲劳以及扣件系统疲劳的综合试验，能用于高速列车、重载列车及城市轨道交通轮轨系统的动态试验，便于进行钢轨接触疲劳以及扣件系统疲劳等科学研究。
本研究创新开发了一种考虑轮轨接触几何特性的钢轨接触疲劳试验台，突破了传统试验装置难以真实模拟轮轨动态接触关系的技术瓶颈。试验台采用多自由度协调加载系统，能够精确复现轮轨间复杂的三维接触几何关系。创新的接触应力动态调控技术实现了轮轨接触斑内应力分布的精准模拟，解决了传统试验中接触应力场失真的关键问题。智能化的数据采集系统可实时监测裂纹萌生与扩展过程，为研究轮轨接触疲劳机理提供了全新的实验平台。试验台特别设计了模块化轮轨试样夹具，支持不同轨型、轮型的快速更换，显著提升了试验效率和应用灵活性。
该试验台在轨道交通领域具有重要的应用价值。在铁路安全领域，可为钢轨选材和轨道设计提供可靠的实验数据支持，预防接触疲劳导致的轨道损伤。在轮轨系统优化方面，能够评估不同轮轨型面匹配方案的疲劳性能，指导轮轨型面设计。在新型轨道材料研发中，该试验台可加速材料性能验证，缩短研发周期。随着高速铁路和重载铁路的发展，该技术在轮轨关系研究、维护策略制定等方面的应用前景将更加广阔。此外，试验台还可为相关标准制定和安全性评估提供技术支撑。
石家庄铁道大学（Shijiazhuang Tiedao University）是河北省重点骨干大学，创建于1950年，原为中国人民解放军铁道兵工程学院，现由河北省与国家铁路局共建。学校以工为主，工、理、管、经、文等多学科协调发展，现有龙山、四方两个校区，占地约1800亩。学校拥有4个博士学位授权一级学科、14个硕士学位授权一级学科，土木工程、交通运输工程等学科特色鲜明。现有全日制在校生近3万人，教职工1800余人。学校长期服务于中国铁路建设和轨道交通发展，在铁道工程、桥梁隧道、智能交通等领域成果丰硕，被誉为“铁路工程师的摇篮”，为行业培养了大批高素质技术人才。
该创新试验台将产生显著的综合效益。安全效益方面，通过准确预测钢轨接触疲劳寿命，可有效预防轨道断裂事故，提升铁路运营安全性。经济效益显著，可优化钢轨更换周期，降低维护成本，延长基础设施使用寿命。技术创新价值突出，填补了轮轨接触疲劳真实模拟试验的技术空白，推动相关研究的深入开展。社会效益明显，有助于提高铁路运输可靠性，保障公众出行安全。长远来看，该技术的推广应用将提升我国在轨道交通装备领域的自主研发能力，增强行业国际竞争力。
技术转让，许可，合作所需资金需双方协商，此项技术想尽快落地，希望具备此项技术研发的技术方，能够尽快承接此项目。
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