1. 研究目的与意义（文献综述）

铁路运输具有运输成本低、运载能力大、运输速度快和运输效率高等优势，成为世界上各个国家最为青睐的运输方式。随着铁路里程的不断增长、列车运行速度的不断提高，钢轨的磨损量呈现急剧上升的趋势。严重的钢轨波磨会导致轮轨之间的作用力急剧增加，这不仅会产生严重的轮轨噪音，影响列车的乘坐舒适性，而且会大大缩短车辆和轨道结构零部件的使用寿命，甚至会造成行车事故。车轮的伤损，以及接触疲劳引起的剥离掉块，导致钢轨横向力增大将有可能导致轮轨列车的脱轨。

轻度的钢轨波磨可以通过钢轨打磨去除，严重波磨的钢轨则只能通过更换新轨来维持舒适性和保证行车安全，但是无论哪种维护方式，都会大大增加铁路工务部门的维修工作量和维修费用。通过润滑剂对轮缘及轨侧进行润滑，摩擦控制剂对轨顶及车轮踏面的摩擦系数进行控制，防腐蚀性材料对轨腰、轨底及扣件进行保护等措施可延长钢轨使用寿命，而且还能降低运行阻力，节约能源。

在车轮轮缘与钢轨轨侧之间的接触面上使用润滑材料降低摩擦系数，不仅能迅速减小轮缘及轨侧的磨损，延长钢轨使用寿命，而且还能降低运行阻力，节约能源。在轮缘表面润滑，火车运动过程中润滑膜转移到轨侧，实现轮轨间润滑。在轨侧表面润滑，火车运动过程中润滑膜转移到轮缘，实现轮轨间润滑。

2. 研究的基本内容与方案

研究一种新型润滑材料，依据仿生学原理将固体润滑材料设计成具有蜂窝状微观结构，蜂窝内均匀分布纳米-微米级小孔，孔道内充满油脂。设计成功的润滑材料在微观结构上实现固体润滑材料和油脂的融合，并且具有人体汗腺功能；孔洞中油性成分不但具有长效润滑作用，且油性成分被固定在孔洞之中，不会产生油楔。当轮轨因摩擦产生热-应力时，润滑材料产生毛细现象而使微米级尺度油珠从汗腺式通道中不断“出汗”扩散 (渗排)至摩擦表面，使材料具有智能特性，达到控制油分子渗出量的目的。少量的油性成分与固体润滑成分复合，附着于钢轨侧面形成自补偿润滑膜，既保持油脂润滑低摩擦系数的优点，又有固体润滑抗极压性的优势，也不会产生油楔，以达到彻底综合油脂润滑和固体润滑的优点的目的。

设计新型摩擦控制剂，在干燥及水态下摩擦系数稳定控制在0.3-0.45；正常状态的钢轨，轨顶涂覆摩擦控制剂时，摩擦系数基本保持不变；钢轨因磨损等使摩擦系数增大时，轨顶涂覆摩擦控制剂后，使钢轨回到正常状态；钢轨因雨、雪等使摩擦系数降低时，轨顶涂覆摩擦控制剂后，使钢轨同样回到正常状态。材料在轨顶上有一定的附着力；涂覆在钢轨轨顶或车轮踏面时为液态（水：环保）或固体，便于附着及拖曳；涂覆后干燥速度要快，不会影响列车粘着力，不会被列车运行时的风力吹散，也不会被雨、水等溶解及冰冻。

设计自分层梯度防腐蚀材料，该材料具有智能性能，即材料涂覆到钢轨后，部分组分逐渐迁移到钢轨表面，渗透入微孔或裂纹（分子量小、表面能大），提高与钢轨的附着力及防腐蚀性能；接触空气的外层材料分子量大、表面能低，能够形成致密的膜，具有自洁性能及防老化性能。内层及外层材料性能渐变，形成功能梯度材料。

3. 研究计划与安排

2019.03.01-2019.03.16 查阅相关文献资料，明确研究内容，撰写开题报告。2019.03.17-2019.05.05 对轮轨表面保护材料进行结构设计。

2019.05.06-2019.05.15 对新型轮轨表面保护材料进行对比。

2019.05.16-2019.05.23 完成并修改毕业论文。

4. 参考文献（12篇以上）

[2] liang l, xin-biao x, xue-ong j. development of a simulation model for dynamic derailment analysis of high-speed trains[j].acta mechanica sinica,2014(06): 860-875.

[3] kaizhong w, wei s, songlin d u. the development of the high-speed train axle ea4t steel with continuous casting technology: 第六届国际炼钢科技大会, beijing,china, 2015[c].

[4] na w, jing z. parametric analysis of wheel wear in high-speed vehicles[j].journal of modern transportation,2014(02): 76-83.