1201 / 2023-03-18 13:24:23

整体吊弦用铜镁合金微动磨损行为研究

整体吊弦作为高速接触网的核心支架，直接影响着受电弓取流质量和行车安全，然而长期服役在振动、冲击和弯曲等工况下，整体吊弦开始频繁出现因微动损伤引发的疲劳失效问题。铜镁合金具有良好的导电性、耐腐蚀性和较高的机械强度，是目前整体吊弦的主要制备材料，探究铜镁合金微动磨损行为对改善整体吊弦失效问题具有重要意义。在微动磨损试验机上开展了铜镁合金切向微动磨损试验，系统研究了其微动运行特性和损伤机理，建立了运行工况微动图和材料响应微动图。研究发现，铜镁合金之间发生微动时极易在接触区产生黏着效应，当位移幅值较大时，这些黏着结点被剪断后产生磨屑，经历反复塑性变形和氧化后最终形成第三体层覆盖在接触表面；当微动位移被黏着区材料弹塑性变形协调时，接触界面不再发生相对滑移，而是以部分滑移为主，此时黏-滑边界的应力集中会加速微裂纹在此处萌生。此外，在部分滑移状态下，接触区次表层观察到明显的应变缺陷层，少数疲劳裂纹在该缺陷层萌生并向接触表面扩展。因此，微动磨损引起包含微裂纹缺陷在内的表面损伤，大大降低了铜镁合金零部件的疲劳寿命，是导致整体吊弦疲劳断裂的关键诱因。