cuqcr0.5载流条件下摩擦磨损性能的研究word格式论文.docxVIP

concluded from the test.CombinationoftheSEMimagesofthewornsurface,adhesivewearwasthe dominantmechanismwithoutcurrent.Butunderthecurrentconditions,therewasa largenumberofadhesionwearandplasticflowtracesonthesliding surfaces.Anda few melting orarc pittracescanbeobserved.Andthecrackscanbealsoobservedduetothe roleofthermalstressgeneratedinInstantaneousandconcentrationhightemperatureof arc.AndtheEDSofthewornsurfaceindicatedthatoxidationtookplaceinthefriction process.Inaword,adhesivewear,oxidative wearandelectricalwearwerethedominant mechanism.KEY WORDS:carrying-current, carrying-current quality, arc,frictionandwear, wear mechanismDissertationType:Applicationfundamentalresearch第1章前言1.1引言高速铁路标志着一个国家铁路现代化的水平，也是一个国家整体实力的象征。随着国民经济的发展和交通运输行业的剧烈竞争，铁路的高速化已成为我国发展的主要方向。自1964年第一条电气化铁路的开通，经历了40多年，电气化铁路的发展已迈入了一个新的阶段——高速化发展阶段。自2008 年京津高速的投入运营，大大方便了两地人员的往来和经济方面的交流，促进了两地经济的发展，这意味着铁路的电气化、高速化具有强大的力量，给人民生活带来了便利，同时也促进了着经济的快速发展。高速弓网技术是高速铁路的核心技术之一[1]。弓网系统是高速铁路的主要动力来源，在受流过程中，接触网和受电弓滑板受到机械和电气两方面共同作用，只要其中之一出现了问题，就会破坏其正常的受流，从而影响到列车的正常运行[2]。同时随着电力机车运行速度的不断提高，导致弓网系统中滑板与接触网导线之间离线频率的增加、电弧热造成滑板材料性能的弱化与失效、载流质量的降低等对摩擦副的耐磨性及其性能的要求也就愈来愈高[3]。因此，对弓网系统载流摩擦磨损性能的研究，是研究人员长期以来关注的课题。1.2载流摩擦磨损性能的研究进展1.2.1 受电弓滑板与接触网导线摩擦副的工况特点在弓网系统中，接触网提供电力来源，受电弓滑板通过与接触网导线接触而获得电流，为电力机车供应电力，图1-1为弓网系统示意图[4]。载流摩擦副和一般的摩擦副相比，增加了电接触系统，这个系统与摩擦接触系统相互影响，共同作用，但整个接触系统并不是两个系统的简单的叠加，因此，研究的复杂性，影响因素的多样化和交叉性，是单一系统无法相比的[5]。这一组特殊工况下的载流摩擦副，与传统摩擦副相比，具有如下显著特点：1. 由于电因素的存在，摩擦过程中摩擦接触表面的电弧和物理化学作用影响摩擦副的摩擦磨损性能；2.导线与滑板之间的柔性接触行为都将明显的影响滑板的磨损与载流稳定性；3. 实际工况中滑板与导线的接触压力呈周期性变化，同时承受导线硬点的高速冲击作用；4. 在高速滑动状态下滑板与导线之间的接触不稳定，产生的瞬时局部高温会引起材料功能的弱化甚至失效，磨损加剧；5. 弓网系统工况环境复杂多变，如高温、雨雪，沙尘等都会对摩擦副产生很大的影响[4-8]。图1-1 弓网系统摩擦示意简图[4]Fig.1-1Schematicdiagramofpantograph-wiresystem[4]1.2.2 国外载流摩擦磨损性能的研究进展国外对载流方面的研究可以追溯到上世纪二三十年代，研究人员探讨了载流摩擦磨损性能和磨损机理寻求提高摩擦副的耐磨性以及改善载流性能的途径。Senouci[9-11]等研究了热、电、机械的共同作用对铜材料摩擦磨损的影响，研究发现电流、电弧将会加速材料的磨损，并与摩擦表面的氧化有密切关系，同时通电的极性对磨损也有重要的影响。E.Csapo[12,13]等在不同气氛环境中向石墨/石墨摩擦副间施加20A的直流电流，发现：在大气环境中摩擦系数马上降低，经过30分钟后摩擦系数由加电流前的0.3 减小到0.22，去掉电流后摩擦系数又逐渐恢复到初始值。而在氩气环境中则会使摩擦系数由0.18增大到0.5