AREMA标准钢轨残余应力测试方法的研究

the requirements
for
residual s
American Railway Engineering
and Maintenance
-
of
- Way Association ( AREMA - 2009)in
al stress of railweb is transformed to the direction that the tensile stress increases.
第42卷第3 期 2016年 6 月
Science and包Tec钢hnol科ogy技of Baotou Steel
Vol.42,No.3 June,2016
AREMA标准钢轨残余应力测试方法的研究
郑 瑞 12, 陈 林 1，李 平 2 苏 航 2 王嘉伟2
(1. 内蒙古科技大学材料与冶金学院，内 蒙 古 包 头 014010; 2 . 内蒙古包钢钢联股份有限公司技术中心，内 蒙 古 包 头 014010)
2. Technical Center Inner Monyolia Steel Unioo Co.U t . Baotoo Steel(Grouu)Corg. ， Baotou 014010, Net Monggol，Cina)
Abstract：In the paper,the research on residual stress of rails with the AREMA rail standard of Baotou Steel is intro­
duced and the change la*w for it is analyzed as well as the theoretical calculations are introduced. The test results show that
the rails produced by
Baidu NhomakorabeaBaotou Steel could meet all
Key words:AREMA -2 0 0 9 standard;residual stress;theoretical calculation
所 谓 钢 轨 内 的 残 余 应 力 ，应 是 钢 轨 冷 却 过 程 中 产生的应力和矫直产生的应力相叠加的结果。钢轨 残余应力测定有多种方法。应用最多的主要是破坏 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A R E M A 标准中对钢轨中残余应力的 评定方法采用轨腰锯切法[1]。轨腰锯切试验采用 机械方法把含有残余应力的钢轨沿轨腰中和轴线一 部 分 分 离 掉 ，残 余 应 力 将 被 释 放 掉 一 部 分 ，钢轨内的
ZHENG R u i， ， CHEN Lin1,U Ping1,SU Hang2, WANG Jia - wei2
(1. School of Material and Metallurgy， Inner Mongolia University of Science and Technology， Baotou 014010, Net Monggol 7Chinn ；
= 1 3 ( 4 aa' + 4 bb' + 4 CC>)
摘 要 :文 章介绍了包钢A REM A钢轨标准残余应力的研究情况，分析了美标方法残余应力的变化规律，并进行了
理论计算。检 验 结 果 表 明 包 钢 生 产 的 钢 轨 在 试 验 过 程 中 满 足 美 国 铁 路 工 程 保 养 协 会 钢 轨 技 术 条 件 （AREMA—
2〇〇9 ) 关于残余应力的要求，轨腰残余应力向拉应力增大的方向转变。
应力就发生重新分布，引起了钢轨变形，把这种变形 测量出来以评估存在于轨腰的残余应力的量。
1 美标残余应力试验
1 . 1 试验方法 实 验 对 包 钢 生 产 的 U 71M n 、U 75V 、U 76C r R E 、
SS09、以 及 L A 钢 轨 进 行 A R E M A —2014[]残余应力 的测量，轨 型 为 6 0 kg/m 。在 距离 成品 轨端头尽量 远的地方（為3 m )取 610 m m 长的钢轨，在钢轨中轴
1 . 2 误差控制 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 ，设计在钢轨截面取三段距离进行测量，然后求 垂直位移的平均值以减小误差。如 图 2 所 示 ：
4 a a 、4 bb.、4 cc.为各点在轨高方向位移:
关键词:AREMA— 2 0 9 标 准 ;残余应力;理论计算
中图分类号:T G 33 5 .4 3
文 献 标 识 码 ：B
文章编号：1009 -5 4 3 8 (2 0 1 6 )0 3 -0 0 3 8 - 0 3
Study on Test Methods for Residual Stressof Rail with AREMA
A aa，:= 切口后 一乂乂切口前I A bb，== B B 切口后 - B B 切口前
A CC' == C C '切口后 - C C 切口前 1 . 3 理论计算
根据文献[4]给 出 的 计 算 方 法 ，测量各点间的
变 化 ，计算切口张开或闭合的位移。计算方法如下:
切口在轨高度方向位移A t:
收稿日期=2016 - 04 - 01 作 者 简 介 :郑 瑞 （1 8 5 - ) 男 ，辽宁省营口市人，在读硕士,工程师，现从事长、型材新产品研发工作。
第3期
AREMA标准钢轨残余应力测试方法的研究
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线 的 轨 头 、底 各 做 标 记 ，使用游标卡尺 测 量 切 口 前 后 轨 端 面 所 标 识 的 各 点 间 距 ，利 用 钼 丝 切 割 机 在 钢 轨 中和轴切割，切口位置沿轨腰的中和轴进行，如 图 1 所 示 ，切割距 离 （i ) 为 400 m m ，用游标卡尺进行测 量 ，要 求 垂 直 位 移 火 + 或 - ) 矣3.75 m m 。