哈德斯菲尔德大学的专家正在领导一项研究，以确定适合现代铁路的最优质钢材——具有最高的安全标准并在使用寿命期内降低整体成本。它是由主要的基金机构用200万欧元支持的一个新工程的关键部分。

铁路安全标准委员会(RSSB)和工程与物理科学研究委员会(EPSRC)共同为此研究的三个相关项目的新材料提供资金，这些新材料将减少铁路大修和铁轨更新的成本。

哈德斯菲尔德大学内拥有铁路研究所(IRR)， IRR专门配置的实验室里具有跨国专家团队。IRR已经形成了一个联合机构，因为为了争取分享到RSSB和EPSRC的资金，包括剑桥大学、利兹大学和克兰菲尔德大学，这三所大学也加入了其中。

由工业界和学术界的领军人物组成的专家小组，评估了IRR领导的联合组织的提议，然后进行了为期两年的调查，该调查对于各种铁轨与车轮接触条件下，不同的钢铁微观结构所呈现的特征形成一个基本的理解。这种理解将为最优化的轨道钢显微组织结构的设计确立规则， 轨道钢显微组织要很好地抵抗因车轮和轨道之间的接触而产生的退化。

此工程的首席研究员Adam Bevan博士是IRR的领导。IRR的客座教授、资深的铁路材料方面的冶金专家Jay Jaiswal博士将担任技术负责人。他曾经主持过British Steel，Corus 和 Tata Steel这些公司的重要研究。

钢铁对轮轨力的反应
Jaiswal教授之前曾经在铁规使用的高性能钢上有过两个发明专利，目前Tata Steel就在生产这些高性能钢。但他相信对这些钢材的进一步改进是可能的，这些钢材对铁路经济至关重要。此外，为了推进更多的抗退化钢更广泛和更快速的部署，这项研究将提供增加铁轨寿命的经济影响所需的数据。

“铁路迫切需要降低成本，而且在减少复杂的接触应力方面已有了相当大的改进，但同样需要的是使轨道钢具有更强的抗轮轨力的能力，以使轨道的使用寿命周期的成本降到最低，” Jaiswal教授说。

他解释说，即使只有一公里的轨道需要更新，那么这条铁路所付出的代价占更新整条铁路成本总数的10%。

“因此，如果你可以安装的轨道钢是目前所使用的轨道钢持续使用时间的两倍，” Jaiswal教授继续说，“这样所带来的减少交通中断的好处和增加的轨道可用性，就潜在地节约了第二次安装成本的90%。”

Bevan博士说，这项研究的结果将成为一套准则，使工程师能够选择轨道和车辆使用钢的最合适类型。

“此工程的目的是减少整个使用寿命期间的成本，最大化铁路寿命以及减少对轨道的整体损坏。”

Bevan博士强调：还要有一个重要的安全规格。“我们当然不希望设计一种虽然成本低，但增加了安全风险的钢材，所以要统筹安排这些不同的问题并非易事。”

新的特殊测试平台
哈德斯菲尔德大学的IRR在计算机模拟方面有大量的专业知识，但还需要引进一种新的特殊试验平台，利用现有的和Tata Steel提供的新的钢铁微观结构的样本，来呈现车轮和轨道之间的实际联系。

车辆与轨道相互作用以及铁路钢铁冶金方面的专业知识将对IRR提供主要的贡献。其合作者——剑桥大学，将提供冶金专业知识，这些知识是在同等苛刻的接触条件下，对轴承钢类似的长期研究；利兹大学，将关注寿命周期和经济问题；而克兰菲尔德大学，专攻可靠性和风险管理。

在两年的工程期间，Bevan博士将定期召开指导小组会议，并做最终报告和向铁路行业传播研究成果。



来源：材料与测试
译者：天使之翼
译自phys.org

凡本网注明"来源：材料与测试"的所有作品，版权均属于材料与测试网，未经本网授权不得转载、摘编或利用其它方式用于商业用途。如仅以传播信息为目的转载、摘编，请注明"来源：材料与测试网"。违者本网将追究相关法律责任。