单趾弹簧扣件PR弹条断裂原因分析论文
60Si2MnA弹条疲劳断裂原因分析
60Si2MnA弹条疲劳断裂原因分析某公司生产的Φ14mm60Si2MnA弹簧钢用于生产W1型客专弹条扣件，疲劳试验在不足要求(300万次)时发生断裂。
其生产工艺为：下料→加热成型→余热淬火→回火。
针对疲劳强度不合要求的问题，对断裂件的断口形貌、化学成分、金相组织、硬度等进行了分析。
样品的化学成分检测结果见表1。
表1 样品的化学成分(质量分数，%)C Si Mn P S Cr Ni Cu Al0.61 1.780.810.0100.0030.280.020.010.020通过对样品断口的观察发现，裂纹源位于弹条表面，裂纹源处未发现非金属夹杂物。
金相组织为回火索氏体+碟状及竹叶状马氏体，组织有方向性。
弹簧边缘总脱碳层深约0.10mm(脱碳层深度应≤0.03mm)。
样品横截面D/4处的硬度平均值为44.5HRC，满足弹条的硬度要求(42～47HRC)。
上述检验结果表明：弹条样品的化学成分符合GB/1222-1984标准的要求，硬度等也符合要求。
从断口的宏观及微观照片来看，断裂处无塑性变形，断口上有沿晶迹象，裂纹源处未发现非金属夹杂物，裂纹源处为准解理断裂，属于较典型的脆性断裂。
正常情况下，弹簧钢经淬火和回火后可得到综合力学性能和工艺性能优良的回火索氏体。
而金相组织检验发现，组织为回火索氏体+碟状及竹叶状马氏体，不均匀且略显粗大，说明样品心部出现过热。
弹条组织略显粗大和不均匀的组织是降低弹条疲劳寿命的主要原因。
热处理工艺的正确选择对弹簧钢的综合性能具有重要意义，应适当选择淬火回火温度和保温时间。
另外，在生产弹簧时应注意完善成形工艺，保持工件与工装接触面的润滑和光洁，防止工件表面出现较大的塑性变形，减少断裂的可能性。
II型弹条断裂失效主要原因分析
【摘 要】对断裂II型弹条样品进行断口分析，金相、硬度检验，分析早期断裂失效的原因：原材料缺陷、回火工艺控制不当、表面脱碳、内应力影响等。对生产过程中遇到的引发弹条早期断裂失效的原因总结，提出改进措施。
【关键词】II型弹条；疲劳寿命；断裂分析；金相组织；硬度；脱碳层
1.前言
1.3生产工艺流程
原材料剪切→中频感应加热→热成型→油淬火→回火→防锈处理→成品检验→包装。
1.4弹条失效的主要形式
疲劳试验达不到500万次断裂。
本文对我们在生产过程中遇到的II型弹条早期断裂失效原因进行总结分析。
2.弹条断裂失效主要原因分析
2.1原材料缺陷
最大应力多发生在弹簧钢的表层，所以弹簧钢的表面质量对疲劳强度的影响很大。弹簧钢在轧制过程中造成的裂纹、疵点和伤痕等缺陷往往是造成弹条疲劳断裂的原因之一。另外，冶金缺陷如非金属夹杂物、气泡、折叠、元素偏析等等，也会导致夹杂物与基体界面之间过早地产生疲劳裂纹。1#、2#样品都是原材料缺陷引起的早期断裂（见图1、图2）。
图73#样品脱碳层深度0.075mm放大倍数250×
图83#样品金相组织：马氏体放大倍数500×
2.3表面脱碳
脱碳层深度对弹条的疲劳寿命有显著影响，资料表明弹簧钢材表面脱碳0.1mm就会使其疲劳极限显著下降，而且，随着钢材表面脱碳层深度增加，疲劳寿命显著下降，特别是钢材表面脱碳层出现铁素体可降低疲劳极限50%。由于脱碳，弹条的表面硬度下降，在交变应力作用下容易产生裂纹，使弹条过早疲劳失效。另外，表面层不同部位淬火时膨胀系数不同，引起应力集中，致使弹条全脱碳层与部分脱碳层之间的过渡区产生微裂纹，这些可见的或不可见的微裂纹成为应力集中区，并作为裂纹继续发展的起源，引起弹条的断裂。4#样品就是由于表面脱碳层深度增加造成的疲劳寿命降低（见表2、图9、图10）。
分析压缩弹簧弹力不足及断裂的原因
分析压缩弹簧弹力不足及断裂的原因
压缩弹簧是用弹簧钢制成，用以控制机件的运动、缓和冲击或震动、贮蓄。
弹簧在外力作用下变形，当外力消除后，弹簧可以恢复其状态。
许多工具和装置都是利用弹簧的特性进行复位的。
在使用过程中，发现五金压缩弹簧的弹性不足或断裂。
首先，压缩弹簧在使用过程中会表现出弹性不足的原因。
1、设计和生产参数不合理：只注意外径、内径、长度等参数，往往忽视导线截面积和节距的大小，导致弹性不足；
2、标准弹簧的选用不合理:选用较轻的载荷类型不能承受较重的载荷，导致感官弹性不足；
3、弹簧质量等级错误：一般弹簧采用优质弹簧或进口弹簧，感官弹性不足；
4、使用温度超过规定温度，弹性降低甚至丧失；
5、弹簧丝本身较软，或弹簧淬火温度低或保持时间不够长，或弹
簧成形后回火温度过高，时间长，导致拉伸、压缩强度达到但弹性不够。
第二，压缩弹簧在使用过程中断裂的原因
1、芯轴太小或弹簧水平放置，弹簧和芯轴磨损断裂；
2、心轴过小，装配面不平，两端定位面平行度差，均会造成弹簧压缩扭曲，产生局部高压并断裂。
3、心轴太短且端部没有倒角，这将导致弹簧与心轴之间的摩擦和磨损并断裂。
4、在机械弹簧圈之间混入异物，减少实际有效圈数，产生高应力使其断裂；
5、五金压缩弹簧串联使用后弯曲，超过芯轴或沉孔长度，或由于金属弹簧本身的微小差异而断裂，导致承载能力较弱，压缩量较大；
6、使用超过最大压缩量产生高效应力使弹簧断裂；
7、机械弹簧材料不均匀，或杂质含量过多导致应力集中断裂；
8、五金压缩弹簧的过度燃烧、腐蚀、高硬度和过度的长时间挤压会降低其拉伸和压缩强度，导致断裂。
DT-Ⅲ型扣件弹条断裂原因分析
DT-Ⅲ型扣件弹条断裂原因分析扣件系统中的各零部件均发挥着不可替代的重要功能,由于扣件中零部件的制造精度要求较高,故其对安装和使用环境的要求也较为严格。
在列车高速运行的轨道上,扣件零部件的破坏和失效均会使扣件整体功能下降,行车的安全也将受到影响。
从2017年1月份至7月26日,深圳市城市轨道交通1 1号线共发现弹条断裂221个,伤损比例约为0.62‰,并且呈现非连续性断裂。
其中有钢轨波磨地段伤损的弹条有200个,约占伤损总数的90.4%;无钢轨波磨地段伤损的弹条有21个,约占伤损总数的9.6%。
弹条在扣件系统中占有重要比重,扣件系统的主要功能需靠其完成,但是弹条在使用的过程中经常会出现断裂失效现象,从而导致轮轨的作用力加剧,加速车辆和轨道各部件的破坏,严重影响行车安全。
为实现列车安全、平稳运行的目的,对现场出现的弹条断裂问题进行研究是非常有必要的。
一定行车区段产生的钢轨波磨或车轮多边形具有相对恒定的波长,其与列车相对固定的运行速度共同决定了轮轨间剧烈的相互作用相对集中在某一频率范围内。
同时由于列车轴重相对较大、车速较高,这就导致轮轨相互作用产生的振动荷载在该频率范围内具有极高的能量,并会通过钢轨传至扣压在轨底的弹条上。
此时,若振动荷载的频率与弹条组装状态下的固有频率接近会引起弹条的共振,从而导致弹条的断裂。
本论文以深圳地铁11号线DT-Ⅲ型扣件弹条为研究对象,通过NX软件建立数值仿真计算模型,在非线性接触理论的基础上,以有限元的方法真实模拟Ⅲ型弹条在扣件系统中的实际工作状态,理论分析了弹条在自由状态和安装状态下的模态特征,并且分析了弹条在制造误差下(自由状态和组装状态)的模态特征,最后对弹条在实际工作状态下的振动特性进行了测试分析。
理论分析和试验分析结果相互印证,并提出了一些相关的建议和预防措施。
主要结论如下:(1)弹条在组装状态下,激励的施加选用锤击法,若为室内试验,则激光传感器和声压传感器是首选的拾振设备;若为现场试验,宣选用加速度传感器。
武汉地铁DTVI—2扣件弹条断裂原因分析与措施探讨
武汉地铁DTVI—2扣件弹条断裂原因分析与措施探讨摘要本文对武汉轨道交通6号线DTVI2型扣件弹条断裂进行跟踪监测，统计弹条断裂区域的曲线半径、左右股、钢轨内外侧、线路平顺型等数据，并将弹条送专业检测单位检测。
根据统计数据及弹条质量检测结果分析弹条断裂原因，提出针对性整改措施，减缓弹条断裂情况。
关键词轨道；DTVI-2扣件；弹条；断裂引言DTVI-2型扣件是专门针对地铁特点而研制的弹性分开式扣件，是一種大范围应用于国内地铁的成熟扣件，其采用无螺栓弹条结构，部件简单、承压均匀，且能够减少涂油、复拧等工作，从而降低工作量，提高工作效率。
武汉轨道交通6号线2016年12月28日正式开通运营，线路全长35.93km，设37站，主要采用DTVI-2型扣件。
武汉地铁轨道交通6号线首次采用此种扣件形式，在开通运营3个月后开始出现弹条断裂情况，并有逐渐增加的趋势，严重影响轨道线路的正常运营。
为此，本文针对此种情况进行深入分析并提出相应的整改措施，以减缓弹条断裂情况。
1 DTVI-2扣件弹条断裂情况统计武汉轨道交通6号线于2017年3月开始出现DTVI-2型扣件弹条断裂现象，截至2018年5月，共断裂DTVI-2型扣件弹条3819件，平均每月断裂252件。
武汉轨道交通1号线、2号线、3号线、4号线每月弹条断裂数量分别为1件、8件、12件、4件，而武汉轨道交通6号线作为新运营线路，每月断裂弹条数量达到255件，极为不正常。
根据统计，武汉轨道交通6号线弹条断裂均发生在半径小于或等于400m的小半径曲线地段。
以弹条断裂情况最为严重的轻工大学至园博园北上行YJD56曲线为例，曲线全长467m曲线半径400m，弹条断裂总数为1231件，其中曲上股断裂78件，占比6.33%，曲下股断裂1153件，占比93.7%。
钢轨内测断裂836件，占比68%，钢轨外侧断裂395件，占比32%。
断裂位置均位于弹条前肢（大圆弧）处。
2 弹条断裂原因分析根据弹条断裂数据统计及质量检测结果，本文认为影响其断裂的因素如下：2.1 轨道振动根据上述数据统计，弹条断裂现象集中在小半径曲线地段的曲下股。
弹簧断裂原因分析报告
弹簧断裂原因分析报告弹簧是一种广泛应用于工业和日常生活中的机械零件，其具有弹性变形和恢复的特性。
然而，有时候弹簧会发生断裂的情况，这可能会导致机械系统的故障或事故发生。
因此，对于弹簧断裂原因的分析非常重要，以便采取相应的预防措施。
弹簧的断裂原因是多样的，以下是一些常见的原因分析：1. 材料质量问题：弹簧制造过程中所选用的材料可能存在质量问题。
例如，材料的强度不符合设计要求，存在缺陷或杂质等。
这些问题可能导致弹簧在使用过程中发生过早的疲劳断裂。
2. 过载或过应力：当弹簧承受超出其承载能力的应力或载荷时，会导致弹簧瞬间失去弹性变形的能力，从而发生断裂。
过载通常是由于设计不当、使用不当或突发的外力冲击等原因引起的。
3. 疲劳断裂：长期重复加载和卸载会导致弹簧的疲劳断裂。
如果弹簧在使用过程中受到频繁的动态应力加载，而弹簧材料的强度和耐久性不够，就容易发生疲劳断裂。
4. 腐蚀或腐蚀疲劳：当弹簧长时间处于恶劣的环境中，如潮湿、高温或有腐蚀性物质的环境，弹簧材料容易受到腐蚀性介质的侵蚀。
腐蚀会损害弹簧的表面或内部结构，导致腐蚀疲劳断裂。
5. 不当安装或维护：如果弹簧在安装或维护过程中受到错误的处理或操作，如过紧或过松的安装、弯曲或扭转过载等，就可能导致弹簧断裂。
此外，缺乏定期检查和维护也可能使弹簧受到磨损或损坏，进而导致断裂。
针对弹簧断裂的原因分析，下面是一些预防和解决措施建议：1. 选择高质量的材料，并确保材料符合设计要求。
2. 严格控制弹簧所承受的应力或载荷，避免过载。
3. 进行弹簧的疲劳寿命试验和使用寿命评估，并根据结果调整设计和使用要求。
4. 在恶劣环境下使用时，采取相应的防腐措施，如表面镀层、材料的选择和密封等。
5. 确保正确的安装和维护程序，并遵循制造商提供的建议。
总之，弹簧断裂的原因可以有很多，包括材料质量、过载、疲劳、腐蚀以及不当安装和维护等。
通过对断裂原因的分析，可以采取相应的预防措施，从而提高弹簧的使用寿命和减少故障风险。
钢板弹簧断裂问题研究
钢板弹簧断裂问题研究钢板弹簧断裂问题的研究主要包括以下几个方面：一、断裂原因分析钢板弹簧断裂的原因非常复杂，主要包括材料、设计、加工、使用和环境等方面的问题。
材料的选择对于钢板弹簧的性能和寿命有着至关重要的影响。
如果材料的硬度、强度、韧性等性能不符合要求，就会导致弹簧出现断裂的问题。
设计方面的问题也是造成断裂的重要原因之一。
如果设计的弹簧尺寸不合理、形状不当、应力集中等问题，都会导致断裂问题的发生。
加工质量不良、工艺不当也会导致弹簧在使用过程中出现断裂的问题。
使用和环境因素也会对弹簧的寿命产生重要影响，如果使用不当或者在恶劣的环境条件下使用，都会加速弹簧的疲劳破坏，导致断裂问题的发生。
二、断裂形式研究钢板弹簧断裂的形式主要包括疲劳断裂和弯曲断裂两种情况。
疲劳断裂是指钢板弹簧在长期交变载荷作用下，由于应力集中和微小缺陷的存在，导致弹簧出现裂纹并最终断裂的一种破坏形式。
而弯曲断裂则是指在过载或者瞬态荷载作用下，弹簧出现了弯曲形变，进而导致其断裂。
了解断裂形式对于找出断裂原因和采取相应的措施具有重要的意义。
三、断裂预测和寿命评估通过对钢板弹簧的工作条件、载荷状况、材料性能等因素进行分析和计算，可以预测弹簧的寿命，并进行寿命评估。
这对于提前发现弹簧断裂的可能性，采取相应的维护和保养措施具有重要的意义。
对于关键的工程结构，也可以通过对弹簧寿命的评估，来指导工程设计和使用。
四、防止断裂的措施为了有效解决钢板弹簧断裂问题，可以从以下几个方面采取措施。
通过优化材料的选择和热处理工艺，提高弹簧的材料性能，防止弹簧出现断裂问题。
对弹簧的设计进行优化，减小应力集中，提高结构的可靠性。
加强制造工艺的管理，确保弹簧在加工过程中得到充分的保证。
对弹簧的使用和维护也非常重要，要求操作人员按照使用说明书的要求进行操作和维护，减小弹簧的疲劳破坏。
通过对弹簧的寿命进行评估，对于预防和减少弹簧断裂问题也具有重要的作用。
钢板弹簧断裂问题的研究对于提高机械设备的安全性和可靠性具有重要意义。
弹簧疲劳断裂或失效的原因分析
弹簧疲劳断裂或失效的原因分析一、分解弹簧永久变形及其影响因素弹簧的永久变形是弹簧失效的主要原因之一,弹簧的永久变形，会使弹簧的变形或负荷超出公差范围，而影响机器设备的正常工作。
检查弹簧永久变形的方法:1、快速高温强压处理检查弹簧永久变形。
是把弹簧压缩到一定高度或全部并紧，然后放在开水中或温箱保持10～60分钟，再拿出来卸载，检查其自由高度和给定工作高度下的工作载荷。
2、长时间的室温强压处理检查弹簧永久变形：是在室温下，将弹簧压缩或压并若干天，然后卸载，检查其自由高度和给定工作高度下的工作载荷。
二、弹簧断裂及其影响因素弹簧的断裂破坏也是弹簧的主要失效形式之一，弹簧断裂形式可分为；疲劳断裂，环境破坏（氢脆或应力腐蚀断裂）及过载断裂。
1、弹簧的疲劳断裂：弹簧的疲劳断裂属于设计错误，材料缺陷，制造不当及工作环境恶劣等因素。
疲劳裂纹往往起源于弹簧的高应力区，如拉伸弹簧的钩环、压缩弹簧的内表面、压缩弹簧（两端面加工的压缩弹簧）的两端面。
受力状态对疲劳寿命的影响（a）恒定载荷状态下工作的弹簧比恒定位移条件下工作的弹簧，其疲劳寿命短得多。
（b）受单向载荷的弹簧比受双向载荷的弹簧的疲劳寿命要长得多。
（c）载荷振幅较大的弹簧比载荷振幅较少的弹簧的疲劳寿命要短得多。
2、腐蚀疲劳和摩擦疲劳腐蚀疲劳：在腐蚀条件下，弹簧材料的疲劳强度显著降低，弹簧的疲劳寿命也大大缩短。
摩擦疲劳：由于摩擦磨损产生细微的裂纹而导致破坏的现象叫摩擦疲劳。
3、弹簧过载断裂弹簧的外加载荷超过弹簧危险截面所有承受的极限应力时，弹簧将发生断裂，这种断裂称为过载断裂。
过载断裂的形式：(a)强裂弯曲引起的断裂;(b)冲击载荷引起的断裂;(c)偏心载荷引起的断裂三、后处理的缺陷原因及防止措施缺陷一：脱碳对弹簧性能影响：疲劳寿命低缺陷产生原因：1、空气炉加热淬火未保护气2、盐浴脱氧不彻底防止措施：1、空气炉加热淬火应通保护气或滴有机溶液保护：盐浴炉加热时，盐浴应脱氧，杂质BAO质量分数小于0.2％。
单趾弹簧扣件的弹簧强度分析
接触 状态 从线接 触 变成 两 点 接触 ， 两个 接 触点 分 别位
于插 孔 的两端 。
结构 装配分 析表 明 ， 条插入 长度 过长后 ， 中肢 弹 其 下沉 ， 于超限 安装状 态 。如 图 ９所示 ， 处 弹条插入 铁 垫
铁
道
建
筑
２１ ０ ０年 第 ４期
Ｒａｌ ｙ Ｅｎ ｉ ｅ ｒｎ ｉｗａ ｇ ｎ ｅ ｉｇ
文章编 号 ：０ ３１９ （ ０ ０ ０ －０ １０ １０ －９ ５ ２ １ ）４０ ８ —３
单 趾 弹 簧 扣件 的弹 簧 强 度分 析
肖 飞， 王 平 ， 小 平 陈
（ 西南 交通 大学 土 木 工程 学 院 ， 都 成 ６０３ ） １０ １
摘要 ： 了明确单 趾弹簧 扣件 弹簧 的 断裂原 因 ， 用有 限单元 法 ， 单趾 弹簧进 行五种 工 况分析 ， 出其 为 运 对 得 断裂 的主要 原 因在 于安 装 问题 。通 过分析 ， 出了单趾 弹簧 正确安 装要 求 ， 提 单趾 弹簧插 入端插 入铁 垫板 插 孔 时不允许 外露 ， 插入 长度应 控 制在 ７ ７ ｍ， 装 后 的单 趾 弹簧 中肢 （ 直段 ） ２～ ６ ｍ 安 平 与铁 垫 板 形成 线
图２ Ｐ Ｒ弹 条 断 裂位 置 图 ３ 断 裂 中肢 两 点 接 触
２ 计 算模 型 及 参 数
Ｐ Ｒ弹条为 一复 杂 的空间三 维结构 ， 在工 作状 态下 除 了承受 弯 、 、 相互 作用外 ， 与铁垫 板插孔 、 扭 剪 还 轨距
块 发生 挤压作 用 ， 因而 用 三维 空 间 有 限梁 单 元 理论 无 法综 合考 虑这些 作用 对 弹 条应 力 的影 响 ， 要采 用 三 需 维实 体有 限单元 法分 析弹条 的受力 。为此 ， 用 ２ 采 Ｏ节
高速铁路无砟轨道扣件弹条断裂原因分析
高速铁路无砟轨道扣件弹条断裂原因分析摘要：扣件作为钢轨与轨下结构连接的纽带，其作用十分重要。
高速铁路无砟轨道扣件多依靠弹条将钢轨扣压于轨道板或道床板。
线路运营过程中，列车通过会对扣件弹条造成疲劳损伤，损伤积累到一定程度则会引起扣件弹条折断。
弹条疲劳损伤的大小受列车轴重、行车速度、轨道不平顺、扣件预压力和弹条材料强度等因素影响[1]，而且这些影响因素都具有较强的随机性，这使得扣件弹条的疲劳损伤也具有较强的随机性。
对弹条疲劳损伤的随机性展开研究有助于工务部门制定扣件系统养护维修计划，其意义十分重大。
鉴于此，本文对高速铁路无砟轨道扣件弹条断裂原因进行分析，以供参考。
关键词：高速铁路；无砟轨道；扣件弹条；疲劳损伤；概率分布引言1)达到24kN预应力应力时，紧固件就位，即使没有施加其他载荷，弹簧内部已经存在相当大的应力值，超过材料的屈服强度1600MPa，最大应力显示在弹簧背面。
2)曲线段会因曲线轨迹的横向应力而在相反方向发生变化。
减小半径和增加速度都会增加弹簧的内部应力值，最大应力在末端为1634MPa，而减小冲击面可能导致裂纹。
1扣件弹条疲劳损伤计算方法为了对高速铁路无砟轨道扣件弹条疲劳损伤进行计算和统计分析，采用如图1所示的分析方法。
首先，建立车辆-轨道耦合系统动力学模型，用于计算轨道高低随机不平顺机理下钢轨与道床板间的相对位移；其次，结合扣件弹条危险区域应力大小与上述相对位移之间的关系：162.8MPa/mm，求出扣件弹条的应力变化时程曲线；最后，采用雨流计数法，得出弹条应力循环幅值与均值，并进行疲劳损伤计算与统计分析。
由于扣件弹条是在螺栓预压力下工作的，其内部存在较大的初始应力。
为了得到扣件弹条在螺栓预压力下的初始应力，建立WJ-8型扣件系统精细化模型，如图2所示。
约束铁垫板支座与绝缘垫块底部节点自由度，并在螺栓垫片顶部节点施加垂直向下的压力以模拟扣件安装时螺栓预压力，得到螺栓预压力下扣件弹条的应力云图如图3所示，由图3可知，弹条中肢与弹条旁肢体圆弧连接处应力较大，该位置弹条处于弯矩、扭矩和剪力作用下的复杂受力状态，弹条断裂也多发生在此处，该位置为扣件弹条的危险区域，该处弹条最大Von-Mises应力为1580MPa。
城市轨道交通单趾弹条伤损原因分析及管理建议
城市轨道交通单趾弹条伤损原因分析及管理建议
许敏娟
【期刊名称】《城市建筑》
【年(卷),期】2015(000)008
【摘要】本文针对昆明某城市轨道交通线路单趾弹条扣件跟踪监测，分别统计了
线路上下行、左右股、内外侧及直、曲线扣件弹条断裂情况，并对数据进行了整理。
该线路直、曲线段及上下行扣件断裂伤损情况相差不大，左股扣件断裂次数变化幅度小于右股，外侧变化幅度小于内侧。
从扣件安装使用及运营角度分析认为，弹条寿命、弹条中肢插入长度变化、受力疲劳、扣件锈蚀、轨道不平顺及沉降为扣件伤损的主要原因，提出了相应的维护管理建议，为单趾弹条扣件的养护维修提供了一定的参考依据。
【总页数】2页(P387-388)
【作者】许敏娟
【作者单位】昆明地铁运营有限公司维修事业部，昆明 650504
【正文语种】中文
【相关文献】
1.城市轨道交通中单趾弹条扣件的弹条强度分析
2.铁路扣件弹条伤损自动检测系统研发与验证
3.高速铁路扣件弹条伤损研究及结构优化分析
4.城市轨道交通道岔伤
损原因分析及整治措施研究5.高速轮轨瞬态响应特性对弹条伤损的影响
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城市轨道交通中单趾弹条扣件的弹条强度分析
交 通 科 技 Ｔ ｒ ａ ｎ ｓ ｏ ｒ ｔ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ ＆Ｔ ｅ ｃ ｈ ｎ ｏ ｌ ｏ ｐ ｇ ｙ
Ｓ ｅ ｒ ｉ ａ ｌ Ｎ ｏ ． ２ ５ １ Ｎ ｏ ． ２Ａ ｒ ． ２ ０ １ ２ ｐ
７ ９
［］ 。 弹性模量 极限强度为 １ １ ２ ０ ０ ＭＰ ａ３ ， ３ ０ ０ ＭＰ ａ ［ ４］ ， 泊 松 比 取 为 ０． 取为 ２． ０ ６Ｇ Ｐ ａ ３ 。设计要 求
高 。 最大等效应力出现在中肢和趾端过渡小圆弧 而在趾端和跟 端 的 过 渡 大 圆 弧 上 弹 条 的 应 力 处， 水平也很高 。 单趾弹条在弹程为 １ 弹条的扣压 ４． １ｍｍ 时 ， 力为 ６． 满足运营条件对扣压力大于 ５． ２ ８ ３ｋ Ｎ， ６ ， 弹条 的 最 大 等 效 应 力 １ 小 １ ２ ２ ＭＰ ａ ｋ Ｎ 的要求 ； 。 于材料的屈服强度 １ ２ ０ ０ ＭＰ ａ ３ 特性分析 运用有限单 元 法 计 算 单 趾 弹 条 在 不 同 弹 程 、 不同弹簧钢半径 、 不同中肢约束长度下的扣压力 和最大等效应力 。 ３． １ 中肢约束长度的影响 中肢约束长度 分 别 取 ７ ２、 ７ ３、 ７ ４、 ７ ５、 ７ ６ ｍｍ， 其余参数不 变 。 在 位 移 荷 载 作 用 下 ， 中肢约束长 度的变化对第四强度计算的最大等效应力和扣压 力的影响见图 ８、 图 ９。
图 ４ 弹条有限元模型 图 ３ 弹条实体模型
单趾 弹 条 的 计 算 参 数 ： 采用６ ０ Ｓ ｉ ２ Ｍ ｎ 材 料、
收稿日期 ： ２ ０ １ １ １ ２ ２ ０ － －
直径 ２ 其屈服强度为 ０． ６ ｍｍ 的 热 轧 弹 簧 钢 ，
城市轨道交通中单趾弹条扣件的弹条强度分析
关 注 ； 在 相 关 的特 性 影 响分 析 中 ， 而 弹程 影 响较 大 ， 中肢 约 束 长 度 和 弹簧 钢 半 径 的 影 响 较 小 。
在不 同的弹程 、 弹簧 钢半径 、 中肢约束 长度 条件下
进 行特性 分析 。
图 ４ 弹 条 有 限元 模 型
单趾 弹 条 的 计 算 参 数 ： 用 ６ Ｓ２ 采 ０ ｉＭｎ材料 、
收 稿 日期 ：０ 卜ｌ — Ｏ ２ １ ２２
直 径 ２． ０ ６ ｍｍ 的 热 轧 弹 簧 钢 ， 屈 服 强 度 为 其
ｌ ．３ ｌ ４ ０ ｏ．
１ ５ ｌ ６ ｏ． ｏ．
钢筋半径／ ｍｍ
图 １ 弹 簧 钢 半 径 对 最 大 应 力 的 影 响 ２
ｌ ｌ
１ ２
ｌ ３
１ ４
１ ５
１ ６
１７
ｌ ８
弹 程／ ｍｍ
图 ｌ 弹程 对 最 大 应 力 的 影 响 Ｏ
至＼ Ｒ 幂
受 着复杂 的受力 状 态 。单趾 弹条 相 当于一根 三维 空 间 曲梁 ， 了承受 弯 、 、 的相互作 用外 ， 与 除 扭 剪 还 铁 垫板插 孔 、 距块 之 间 发 生挤 压 作 用 。采 用 一 轨 般 的解 析方法 难 以准确分 析其在 各种 工况 下 的应 力 状态 ， 而三 维实 体 有 限元 法 对 复 杂结 构 的 受 力
图 １ 单 趾 弹 条 扣 件
成三 维实体 有 限元 模 型 （ ４ ， 散 后 的有 限 元 图 ）离
模型 由 １ ２ ７２ ５个 节 点 、 Ｏ５ ９个 单 元 构 成 ， 邻 ｌ ９ 相 单元 通过共 用节 点进行 相互 式
武汉地铁DTVI—2扣件弹条断裂原因分析与措施探讨
武汉地铁DTVI—2扣件弹条断裂原因分析与措施探讨作者：范浩刘源李群来源：《建筑与装饰》2018年第11期摘要本文对武汉轨道交通6号线DTVI2型扣件弹条断裂进行跟踪监测，统计弹条断裂区域的曲线半径、左右股、钢轨内外侧、线路平顺型等数据，并将弹条送专业检测单位检测。
根据统计数据及弹条质量检测结果分析弹条断裂原因，提出针对性整改措施，减缓弹条断裂情况。
关键词轨道；DTVI-2扣件；弹条；断裂引言DTVI-2型扣件是专门针对地铁特点而研制的弹性分开式扣件，是一种大范围应用于国内地铁的成熟扣件，其采用无螺栓弹条结构，部件简单、承压均匀，且能够减少涂油、复拧等工作，从而降低工作量，提高工作效率。
武汉轨道交通6号线2016年12月28日正式开通运营，线路全长35.93km，设37站，主要采用DTVI-2型扣件。
武汉地铁轨道交通6号线首次采用此种扣件形式，在开通运营3个月后开始出现弹条断裂情况，并有逐渐增加的趋势，严重影响轨道线路的正常运营。
为此，本文针对此种情况进行深入分析并提出相应的整改措施，以减缓弹条断裂情况。
1 DTVI-2扣件弹条断裂情况统计武汉轨道交通6号线于2017年3月开始出现DTVI-2型扣件弹条断裂现象，截至2018年5月，共断裂DTVI-2型扣件弹条3819件，平均每月断裂252件。
武汉轨道交通1号线、2号线、3号线、4号线每月弹条断裂数量分别为1件、8件、12件、4件，而武汉轨道交通6号线作为新运营线路，每月断裂弹条数量达到255件，极为不正常。
根据统计，武汉轨道交通6号线弹条断裂均发生在半径小于或等于400m的小半径曲线地段。
以弹条断裂情况最为严重的轻工大学至园博园北上行YJD56曲线为例，曲线全长467m曲线半径400m，弹条断裂总数为1231件，其中曲上股断裂78件，占比6.33%，曲下股断裂1153件，占比93.7%。
钢轨内测断裂836件，占比68%，钢轨外侧断裂395件，占比32%。
单趾弹簧扣件PR弹条断裂原因分析
单趾弹簧扣件PR弹条断裂原因分析摘要：采用化学分析、金相检验、硬度测定和受力分析方法，对单趾弹簧扣件PR弹条在使用过程中出现的断裂现象进行了分析。
认为弹条断裂的原因是安装工艺不规范、导致弹条的工作弹程和应力超过设计状态引起的。
关键词：弹条断裂检验受力分析Abstract: the chemical analysis, metallographic examination, the hardness testing and stress analysis method, the single toe spring fastener PR play in use article appeared in the process of fracture is analyzed. Think of the fracture reason is article installation process is not standard, lead to the work of the article cheng and stress caused by more than design state.Key words: article the fracture inspection stress analysis1 前言弹条是轨道结构的重要部件，其有效与否直接关系到行车的安全。
它主要利用弹性变形时所储存的能量起到缓和机械上的震动和冲击作用，在动荷载下承受长期的、周期性的弯曲、扭转等交变应力。
某单位生产的弹条为单趾弹簧扣件PR弹条，其结构型式如图1所示，设计弹程为14.1mm，安装时弹条穿入铁垫板的长度为72～76mm，材质为60Si2Mm热轧弹簧钢，在某地铁线路高架桥弯曲段使用过程中某批次弹条中共有55根出现断裂。
（a）正视图（b）俯视图图1弹条结构型式2 检验及分析选取8组断裂样品分别进行了化学成分分析、金相检验和硬度测定。
弹簧钢丝拉拔断裂原因分析
弹簧钢丝拉拔断裂原因分析彭小钢;曹标;谭莹【摘要】运用断口分析、化学成分分析、金相分析、能谱分析以及力学性能试验等检测手段,对某65钢热轧盘条在拉拔成为弹簧钢丝过程中发生断裂的原因进行了分析.结果表明:热轧盘条显微组织中存在网状铁素体、晶粒粗大且不均匀以及较多的非金属夹杂物等缺陷是导致其在拉拔过程中发生断裂的主要原因.%The fracture reasons of 65 steel hot rolled wire rods when drawing into spring steel wires were analyzed by means of fracture analysis,chemical composition analysis,metallographic analysis,energy spectrum analysis,mechanical property test,etc.The results show that the microstructure defects such as network ferrite, coarse and uneven grains,more non-metallic inclusions and so on,were main reasons for the fracture of the spring steel wires during drawing.【期刊名称】《理化检验-物理分册》【年(卷),期】2017(053)008【总页数】5页(P599-602,606)【关键词】弹簧钢丝;拉拔断裂;显微组织缺陷【作者】彭小钢;曹标;谭莹【作者单位】广东检验检疫技术中心,广州 510623;广东检验检疫技术中心,广州510623;广东检验检疫技术中心,广州 510623【正文语种】中文【中图分类】TG113.23φ6.5 mm热轧盘条在冷拔加工成φ4.2 mm(编号为1号)和φ2.5 mm(编号为2号)的钢丝时发生断裂。
地铁PR型扣件弹条伤损分析
地铁PR型扣件弹条伤损分析高晓刚;王安斌【摘要】基于国内某地铁线路运营期间发生PR弹条异常伤损情况,对应用线路进行轨道结构实况调查及扣件弹条伤损统计,总结了现场扣件施工过程中的质量缺陷.通过弹条伤损区间钢轨动态位移的测试及钢轨波磨的检测和分析,得到轨道系统动态位移和轮轨作用的激励频约为722 Hz.对比弹条在安装状态下的模态和受力分析结果,组装弹条存在某阶730 Hz模态频率与轮轨作用的激励频率接近,认为轨道不平顺以及轮轨激励频率与弹条振动模态重合产生的共振是引起弹条受损加速,是异常伤损的主要因素,最后提出合理的解决方案和建议,为地铁工务部门的线路维保提供理论及方法参考.【期刊名称】《噪声与振动控制》【年(卷),期】2018(038)005【总页数】4页(P204-207)【关键词】振动与波;扣件弹条;动态检测;钢轨波磨;模态分析;受力分析【作者】高晓刚;王安斌【作者单位】上海工程技术大学城市轨道交通学院,上海 201620;上海工程技术大学城市轨道交通学院,上海 201620【正文语种】中文【中图分类】O422.6在轨道振动噪声控制措施中，钢轨减振扣件作为一种有效、经济的措施得到了广泛的应用。
其通过金属弹条或弹片扣压钢轨，利用扣件中的橡胶类弹性阻尼元件产生减、隔振效果，并通过道钉与轨枕连接。
弹条是实现扣件系统功能的主要部件，其在使用过程中如出现伤损失效现象，导致轮轨相互作用力加剧，车辆和轨道结构各部件加速破坏，数量严重危及行车安全[1]。
国内也曾报道过地铁弹条伤损案例，南京地铁1号线DTⅥ2型扣件弹条折断[2]及北京地铁e型弹条伤损[3]。
分别从地铁扣件弹条安装要求、曲线段钢轨打磨、频谱分析等角度进行了研究分析。
本文对发生在国内某地铁下行线PR弹条伤损区间进行了轨道系统对比、钢轨波磨、扣件力学分析及频谱响应等多方面研究，对比分析了同区段都使用PR弹条的单趾弹簧普通扣件和压缩型减振扣件下的钢轨波磨及轨道系统频响特性，得到了PR弹条的伤损机理，并给出了针对性缓解扣件弹条伤损的解决方案，对地铁工务部门线路维护及保养提供理论的指导。
高速铁路无砟轨道扣件弹条断裂原因分析
高速铁路无砟轨道扣件弹条断裂原因分析向俊;袁铖;余翠英;林士财;杨海明【摘要】为研究高速铁路无砟轨道扣件系统中的弹条部件断裂原因,以WJ-7型扣件为研究对象,建立扣件系统有限元实体模型,分析扣件安装、车轮多边形磨耗及曲线线型等3种条件下的扣件弹条力学特征.研究结果表明:预紧力到24 kN时扣件安装到位,即使无其他荷载作用,弹条本身就已存在相当大的应力值,过拧将继续增大应力值;车轮多边形磨耗阶数的提高会增大弹条应力值,3阶磨耗时应力增量36 MPa,较无磨耗增大5倍,疲劳寿命较无磨耗状态降低95％;曲线半径减小和车速提高将增大弹条应力,降低其疲劳寿命,其中半径影响更显著,半径4000 m时弹条寿命2万次,较8000 m减少98％以上.本文可为扣件的养护维修提供参考.【期刊名称】《铁道科学与工程学报》【年(卷),期】2019(016)007【总页数】9页(P1605-1613)【关键词】高速铁路;无砟轨道;扣件;弹条;断裂【作者】向俊;袁铖;余翠英;林士财;杨海明【作者单位】中南大学土木工程学院,湖南长沙410075;中南大学土木工程学院,湖南长沙410075;中南大学土木工程学院,湖南长沙410075;华东交通大学理学院,江西南昌 330013;中南大学土木工程学院,湖南长沙410075;中南大学土木工程学院,湖南长沙410075【正文语种】中文【中图分类】U213.5扣件系统在高速铁路轨道结构中发挥着保证轨道正确几何形位的重要作用，它固定钢轨，阻止其发生纵向和横向位移[1]。
扣件弹条承受列车反复荷载作用下造成的拉压、弯曲、扭转和剪切等复合作用，一旦发生断裂，将直接威胁高铁行车安全。
国内外学者对扣件进行了大量研究。
Dalibor等[2]从扣件系统的安装角度分析SKL-1型弹条的静力学特性，针对扣件设计和安装提出了相应优化措施；Casado 等[3]结合扣件材料的种类和属性等方面，研究弹条断裂原因；伍曾等[4]基于离散裂缝模型，模拟弹条裂纹，验证了微动磨损对弹条断裂的影响。
高铁扣件弹条疲劳断裂原因分析
高铁扣件弹条疲劳断裂原因分析
邹小霞;王健;吴事
【期刊名称】《今日自动化》
【年(卷),期】2024()3
【摘要】高铁扣件是钢轨与道床连接的纽带,通常需要弹条进行扣压,能够有效保证高铁轨道的几何形位,避免发生偏移。
高铁在行驶过程中,会对钢轨施加动态力,导致钢轨出现变形、振动,引起扣件系统振动,根据相关设计要求,扣件弹条需要满足列车施加在钢轨上的冲击力变化强度,一般为50~300 kN。
高铁扣件弹条在长期荷载作用下的断裂情况,会导致高铁轨道寿命缩短,从而影响行车安全,文章以WJ–8型弹条为研究对象,对其疲劳断裂原因进行分析,明确其结构参数与相应特性之间的关联,从而实现参数优化与改进。
【总页数】3页(P39-40)
【作者】邹小霞;王健;吴事
【作者单位】晋亿实业股份有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U213.53
【相关文献】
1.高铁扣件弹条疲劳断裂原因分析
2.高速铁路SKL15扣件弹条断裂原因分析
3.钢轨扣件弹条断裂原因分析
4.微动磨损对弹条Ⅱ型扣件弹条断裂的影响分析
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高速铁路扣件弹条共振断裂损伤机理研究
特别策划高速铁路扣件弹条共振断裂损伤机理研究闫子权1，2，肖俊恒3，方杭玮1，2，孙林林1，2，崔树坤1，2（1.高速铁路轨道技术国家重点实验室，北京100081；2.中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所，北京100081；3.北京铁科首钢轨道技术股份有限公司，北京102206）摘要：高速铁路部分线路某些区段出现扣件弹条共振断裂损伤情况。
弹条损伤会使约束钢轨能力降低、保持轨距能力下降，严重时危及行车安全。
针对高速铁路扣件弹条断裂现象，从现场调研、室内试验、仿真分析和现场动力学测试等方面进行深入分析。
分析结果表明，高速铁路扣件弹条共振断裂损伤机理为当轮轨表面存在周期性磨耗、动车组高速运行时在轮轨间产生了频率相对固定的高频激励，若轮轨力激励频率与扣件弹条的固有频率接近，会引起弹条的共振响应，长期作用将导致弹条共振疲劳伤损，进而发生断裂。
关键词：高速铁路；扣件弹条；高频振动；共振伤损；损伤机理中图分类号：U213.2文献标识码：A文章编号：1001-683X（2021）11-0031-06 DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2021.11.0310引言随着高速铁路运营时间不断增加，在部分线路某些区段出现了扣件弹条断裂损伤，如2011年京沪高铁K677等区段、2012年京津城际K113区段、2015年京广高铁武广段等均出现了不同程度的扣件弹条集中断裂现象。
钢轨扣件系统连接钢轨和轨枕使之形成轨排，对保证轨道稳定性、可靠性起重要作用［1-2］。
扣件弹条伤损会使约束钢轨的能力降低，保持轨距能力下降，严重时危及行车安全。
目前针对弹条断裂伤损，国内外专家进行了大量分析研究，其原因主要集中在材料加工工艺、弹条低频受力和振动疲劳等方面。
其中材料加工工艺方面原因主要有：热处理不当使淬火组织过烧，造成弹条综合性能差［3］；淬火时冷却速度快、回火不及时导致弹条内部产生大量的沿晶和穿晶裂基金项目：国家自然科学基金项目（52178441）；中国铁道科学研究院集团有限公司科技研究开发计划项目（2019YJ050）第一作者：闫子权（1985—），男，副研究员，博士。
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单趾弹簧扣件PR弹条断裂原因分析摘要：采用化学分析、金相检验、硬度测定和受力分析方法，对单趾弹簧扣件pr弹条在使用过程中出现的断裂现象进行了分析。
认为弹条断裂的原因是安装工艺不规范、导致弹条的工作弹程和应力超过设计状态引起的。
关键词：弹条断裂检验受力分析
abstract: the chemical analysis, metallographic examination, the hardness testing and stress analysis method, the single toe spring fastener pr play in use article appeared in the process of fracture is analyzed. think of the fracture reason is article installation process is not standard, lead to the work of the article cheng and stress caused by more than design state.
key words: article the fracture inspection stress analysis
中图分类号：u213.2+1文献标识码：a文章编号：
1 前言
弹条是轨道结构的重要部件，其有效与否直接关系到行车的安全。
它主要利用弹性变形时所储存的能量起到缓和机械上的震动和冲击作用，在动荷载下承受长期的、周期性的弯曲、扭转等交变应力。
某单位生产的弹条为单趾弹簧扣件pr弹条，其结构型式如图1
所示，设计弹程为14.1mm，安装时弹条穿入铁垫板的长度为72～76mm，材质为60si2mm热轧弹簧钢，在某地铁线路高架桥弯曲段使用过程中某批次弹条中共有55根出现断裂。
（a）正视图（b）俯视图
图1弹条结构型式
2 检验及分析
选取8组断裂样品分别进行了化学成分分析、金相检验和硬度测定。
2.1 化学成分分析
采用iris intriped icp发射光谱仪，红外c、s测定仪等仪器设备，测定断裂样品的化学成分，其中c、s、si、p、mm元素的含量见表1。
从表中可以看出，弹条中上述有害元素的含量均在国标（gb/t1222-1984）规定的范围之内。
表1弹条化学成分检测结果
元素 c s si p mn
实测值0.56～0.61 0.004～0.016 1.83～1.98
0.007～0.019 0.71～0.78
gb/t1222-1984 0.56～0.64 ≤0.035 1.50～2.00 ≤
0.035 0.60～0.90
2.2 金相检验
采用gx金相显微镜，对断裂样品进行金相组织检测。
沿断裂件横截面取金相试样，磨制、抛光切片横断面，达到镜面光洁度；然
后用2～4%的硝酸酒精溶液侵蚀，制成金相试样在gx71金相显微镜下观察，以最差视场作为评定结果。
检验结果表明，弹条金相组织为均匀回火屈氏体+微量（少量）贝氏体+微量铁素体，符合弹条技术要求。
部分试样金相检验照片见图2。
图2弹条金相组织
2.3 硬度测定
采用hr150b洛氏硬度计测定断裂样品的表面硬度，见表2。
测定结果表明，弹条硬度符合相关技术要求。
表2弹条洛氏硬度测定结果
项目hrc
实测值42.5 43.0 44.0 43.5 42.5 45.0 45.0
42.0
标准值41～46
上述检验结果表明，该批次弹条的化学成分符合gb/t1222-1984标准中的60si2mn成分要求；采用三次成型、余热淬火工艺制造，经淬回火后获得了最佳组织——回火屈氏体，无脱碳现象；表面硬度为42.0～45.0，满足gb/t 230─1991标准中的弹簧钢表面硬度要求。
弹条质量合格，综合性能良好。
3 受力分析
该线路通车时间较短，弹条断裂时间集中，钢轨温差很小。
观察发现，弹条断裂部位均在弹条中肢尾部，断口处有点接触的压痕，
断肢与铁垫板插孔的接触状态为两点接触，见图3和图4。
图3弹条断裂位置图4断肢两点接触
据了解，受工期影响，该批次弹条安装进度很快，部分弹条插入铁垫板插孔过长，出现超限安装状态，特别是发现断裂的弹条，基本上都是超限安装。
结构装配分析表明，弹条插入长度过长，将导致其中肢出现下沉，弹程增大。
在该批次弹条撤换重新安装后，同一地段未发现新的断裂现象。
初步分析认为，弹条的实际安装状态与设计存在差异，使得弹条与插孔的接触状态及其弹程发生变化，从而导致弹条断裂。
为更好的找出弹条断裂的原因，佐证初步分析的结论，对弹条进行了有限元应力仿真分析。
3.1 计算模型及参数
pr弹条为一复杂的三维空间结构，除了承受弯、扭、剪相互作用外，还与铁垫板插孔、轨距块发生挤压作用，因此采用三维实体有限单元法分析弹条的受力。
采用20节点等参数实体单元对弹条进行结构离散，共划分为15146个节点和9247个单元，每个节点有3个方向的平动自由度，模型网格剖分见图5。
图5模型网格剖分
3.2 计算工况
根据中肢插入长度、弹程分为两种计算工况，见表3。
表3计算工况
工况弹程/mm 中肢插入长度/mm 与插孔接触状态备注
a 14.1 72～76 线接触设计工作状态
b >14.1 82 点接触超限安装状态
（1）设计工作状态下，中肢穿入铁垫板插孔内的长度在72mm
至76mm之间，并与插孔呈线性接触状态，弹条趾端的垂向位移达到设计弹程14.1mm，见图6和图7。
图6设计工作状态图7现场安装状态
（2）超限安装状态下，中肢穿入铁垫板插孔内的长度达82mm，超过设计允许的76mm，若铁垫板插孔两端无r6mm的圆弧，将导致弹条与铁垫板的接触状态呈断续点接触；同时弹条插入长度过长后，其中肢下沉0.7mm，导致弹条弹程增大，增大量为0.7*（42+55）=1.62mm，见图8和图9。
图8超限安装状态图9超限安装变形图
3.3 计算结果及分析
图10、图11为pr弹条在两种工况下根据第四强度理论计算得到的等效应力分布。
（a）整体（b）断裂截面
图10工况a等效应力分布
（a）整体（b）断裂截面
图11工况b等效应力分布
从图6、图7可以看出：
（1）当弹条处于设计工作状态时，最大等效应力为1127mpa，小于弹簧钢的屈服强度1200mpa。
最大等效应力出现在弹条中肢尾部与铁垫板接触点处，弹条中肢与跟端连接小圆弧的应力也较大，
约为753～877mpa。
断裂截面的应力四周大，中间小，表现出扭转受力的特征，弹条表面与铁垫板插孔接触点的应力又稍大于其他周边，表明在该点存在一个较小的挤压作用。
（2）当弹条处于超限安装状态时，最大等效应力为1363mpa，大于弹簧钢的极限强度1300mpa。
弹条在接触点出现裂纹，随着列车的反复通过，裂纹逐渐扩大，最终出现断裂。
最大等效应力出现在弹条中肢尾部与铁垫板接触点处，中肢头部与铁垫板接触点的应力接近最大等效应力。
与工况a相比，弹条中肢与跟端连接小圆弧的应力水平大幅降低，仅为271～540mpa。
断裂截面的应力接触点最大，从接触点向下快速减小，整个截面应力分布表现为挤压应力特征，并有明显的应力集中现象。
4 结论
（1）通过以上化学成分分析、金相检验、硬度测定和受力分析，认为弹条自身的质量是合格的，其断裂表现为宏观上的脆性断裂。
（2）弹条安装工艺不规范，导致弹条的工作弹程和应力超过设计状态是造成弹条断裂的根本原因。
（3）铁垫板生产时忽略了插孔两端的圆弧，加剧了弹条与插孔接触状态的变化，恶化了弹条的受力条件，对弹条的断裂具有相当的贡献。
5 建议
（1）在弹条安装过程中，将pr弹条插入铁垫板插孔的长度严格控制在设计范围以内，在运营维护过程中加强检查，保证弹条的
安装位置符合设计要求。
（2）扣件总成设计单位应通盘考虑弹条、铁垫板的配合要求及各项公差的配套条件，如增加铁垫板插孔开口处的弧度，改善弹条的受力条件，避免出现应力集中。
参考文献
[1] 胡晓辉. 60si2mn弹条断裂失效分析[j]. 理化检验-物理分册, 2001, vol.37 no.11: 498-499.
[2] 薛涛，李鹏程，孙成礼. 铁路用ii型弹条扣件失效分析[j]. 新疆钢铁, 2000年第二期: 3-5.
[3] 范喜频，闫志波，张英，陈红卫.φ13.2mm 60si2cra弹条疲劳断裂原因分析[j].河北冶金，2008（05）：54-55.
[4] 王林，戴进，杨翠卿，于占泉.铁路弹条扣件的热处理工艺试验研究[j].物理测试，2008年02期.
[5] 伍胜男，杨技衡，戴光泽.基于ansys的地铁弹条强度模拟分析[j].江西理工大学学报，2008年05期.
作者简介：雷华明，男，工学硕士，工程师，现任职于广州市地下铁道总公司总工程师室，从事工程建设技术管理和研究工作。