基于断口分析的机车铸造牵引座焊后疲劳失效机制研究

摘要

针对铁路机车铸造牵引座在长期服役过程中关键位置裂纹率偏高的问题，开展基于断口分析的铸造牵引座关键位置焊后疲劳失效机制研究。首先建立了经试验验证的牵引座有限元模型，确定了牵引座在标准牵引制动载荷下底座大圆弧处存在显著应力集中区域；然后，开展了基于标准载荷谱的牵引座高周疲劳试验，再现了宏观裂纹在应力集中区域的萌生和扩展过程；最后，对疲劳裂纹失效区域进行了断口分析、扫描电镜（SEM）观察、金相检验和能谱分析（EDS），表明裂纹区域存在明显的焊接修复痕迹及热处理组织。研究结果表明，牵引座疲劳开裂失效是底座圆弧处应力集中与焊接修复引入的缺陷共同作用的结果，应着重控制底座大圆弧处的铸造质量，避免补焊。该研究可为铁路货运的安全高效运营和零部件的维护检修提供理论指导。

关键词

机车铸造牵引座 / 高周疲劳试验 / 断口分析 / 疲劳失效