Influencia de la Carga Aplicada y la Distancia de Deslizamiento en el Rendimiento de Desgaste de la Aleación de Aluminio AlSi7Mg0.6
Autores: Zhang, Haibo; Zhao, Yingxin; Pan, Like; Zhao, Aiguo
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Aleación de aluminio
Rendimiento al desgaste
Fallo por desgaste por fricción
Distancia de deslizamiento
Carga aplicada
Fuerza de tensión
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 2
Citaciones: Sin citaciones
El rendimiento de desgaste de la aleación de aluminio AlSi7Mg0.6, una aleación de aluminio de fundición utilizada en dispositivos de posicionamiento para sistemas de catenaria de ferrocarriles de alta velocidad que fallan con frecuencia en líneas donde la velocidad de los trenes es superior a 300 m/s, se discute en este estudio. Se estimó que el desgaste por contacto deslizante ocurrió y contribuyó principalmente al fallo. Para explorar el mecanismo competitivo del fallo por desgaste por fricción, se realizaron experimentos de fricción basados en tres grupos de distancia de deslizamiento (0.5 mm, 1.5 mm y 3.0 mm) y cuatro grupos de cargas aplicadas (20 N, 50 N, 100 N y 200 N). Los resultados de la observación morfológica tridimensional revelaron que los volúmenes de desgaste a una distancia de deslizamiento de 0.5 mm eran solo alrededor de 1/10 de los de una distancia de deslizamiento de 3.0 mm. También se reveló que el volumen de desgaste basado en una distancia de deslizamiento de 3.0 mm y una carga aplicada de 20 N era aún mucho mayor que el volumen de desgaste bajo una distancia de deslizamiento de 0.5 mm y una carga aplicada de 200 N. La observación SEM de las microestructuras reveló que el desgaste abrasivo era el mecanismo de desgaste dominante en condiciones de fricción por deslizamiento en seco. También se estableció un modelo simplificado de dispositivo de posicionamiento para estudiar la influencia de la fuerza de tensión en el rendimiento de desgaste. Los resultados de la simulación revelaron que una menor fuerza de tensión entre el soporte de posicionamiento y el gancho de posicionamiento conduciría a una mayor distancia de deslizamiento relativa y a una mayor profundidad de desgaste. Se debería evitar la fricción por contacto deslizante debido a la relativamente alta eficiencia de desgaste en comparación con la fricción por contacto rodante. Tanto los resultados experimentales como los de simulación sugirieron que se prefería una fuerza de tensión adecuada al ensamblar componentes que pudiera garantizar la fricción por contacto rodante en lugar de la fricción por contacto deslizante.
Descripción
El rendimiento de desgaste de la aleación de aluminio AlSi7Mg0.6, una aleación de aluminio de fundición utilizada en dispositivos de posicionamiento para sistemas de catenaria de ferrocarriles de alta velocidad que fallan con frecuencia en líneas donde la velocidad de los trenes es superior a 300 m/s, se discute en este estudio. Se estimó que el desgaste por contacto deslizante ocurrió y contribuyó principalmente al fallo. Para explorar el mecanismo competitivo del fallo por desgaste por fricción, se realizaron experimentos de fricción basados en tres grupos de distancia de deslizamiento (0.5 mm, 1.5 mm y 3.0 mm) y cuatro grupos de cargas aplicadas (20 N, 50 N, 100 N y 200 N). Los resultados de la observación morfológica tridimensional revelaron que los volúmenes de desgaste a una distancia de deslizamiento de 0.5 mm eran solo alrededor de 1/10 de los de una distancia de deslizamiento de 3.0 mm. También se reveló que el volumen de desgaste basado en una distancia de deslizamiento de 3.0 mm y una carga aplicada de 20 N era aún mucho mayor que el volumen de desgaste bajo una distancia de deslizamiento de 0.5 mm y una carga aplicada de 200 N. La observación SEM de las microestructuras reveló que el desgaste abrasivo era el mecanismo de desgaste dominante en condiciones de fricción por deslizamiento en seco. También se estableció un modelo simplificado de dispositivo de posicionamiento para estudiar la influencia de la fuerza de tensión en el rendimiento de desgaste. Los resultados de la simulación revelaron que una menor fuerza de tensión entre el soporte de posicionamiento y el gancho de posicionamiento conduciría a una mayor distancia de deslizamiento relativa y a una mayor profundidad de desgaste. Se debería evitar la fricción por contacto deslizante debido a la relativamente alta eficiencia de desgaste en comparación con la fricción por contacto rodante. Tanto los resultados experimentales como los de simulación sugirieron que se prefería una fuerza de tensión adecuada al ensamblar componentes que pudiera garantizar la fricción por contacto rodante en lugar de la fricción por contacto deslizante.