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고속철도 시스템의 안전과 신뢰성은 바퀴와 제동 시스템의 우수한 성능에 크게 의존합니다.열차의 무게를 직접 지탱하고 철도와 상호 작용하는 중요한 부품으로, 재료 선택, 성능 최적화 및 제동 시스템의 효과는 운영 안전, 효율성 및 유지 보수 비용에 중추적입니다.이 보고서는 철도 바퀴 및 브레이크 시스템 재료의 최신 개발에 대해 깊이 연구합니다., 현재 기술 과제와 기회를 분석하고 미래 방향을 탐구합니다.

철도 차량의 핵심 부품인 바퀴는 극도로 혹독한 작동 조건에 견딜 수 있습니다.그들은 트랙에서 엄청난 압력을 견딜 수 있어야 하고 마찰 제동으로 인해 발생하는 높은 온도와 대처해야 합니다.이 열-기계 결합 효과는 종종 표면 균열과 마모를 초래하여 운영 안전성을 손상시킵니다.바퀴 재료의 내구성 및 신뢰성을 높이는 것이 주요 연구 중점입니다..

현재, 중~고 탄소 강철 (탄소 함량은 0.60~0.75%) 은 일체 롤링 바퀴에 널리 사용되고 있습니다. 정밀한 열 처리 과정을 통해,소재의 미세 구조를 최적화 할 수 있습니다., 및 내부 잔류 스트레스 분포는 열 부하에 대한 저항성을 향상시키기 위해 조정 될 수 있습니다. 열 처리 방법에 따라,단일 롤링 바퀴는 다양한 운영 조건과 성능 요구 사항에 맞게 다양한 유형으로 분류됩니다..

구부러진 이동 중 바퀴 플랜지와 트랙 사이의 미끄러지는 마찰을 해결하기 위해 효과적인 윤활 조치가 필수적입니다.연구실에서는 고체 윤활을 기반으로 하는 바퀴 마찰 물질을 개발했습니다.이 장치는 동시에 바퀴와 트랙 사이의 접착력을 향상시키고 플랜지 마모를 줄이면서 바퀴의 수명을 연장하고 유지보수 비용을 낮추는 것을 목표로합니다.

레이더 브레이킹은 철도 차량에서 일반적으로 사용되는 브레이킹 방법이다. 레이더 브레이크 블록은 마찰 쌍의 핵심 구성 요소로서 브레이킹 효과와 바퀴 서비스 수명에 직접 영향을 미친다.레이드 브레이크 블록 재료를 선택할 때, 마찰 계수, 마모 저항, 비 또는 눈에서의 성능, 접착력에 대한 영향, 바퀴 발단위에 대한 잠재적 손상 및 브레이킹 소음 등 여러 가지 요소가 고려되어야합니다.

단일 물질은 모든 요구 사항을 완전히 충족시킬 수 없기 때문에 특정 응용 프로그램에 따라 다른 브레이크 블록 물질이 선택됩니다. 아래는 몇 가지 일반적인 유형입니다.

• 회색 주사철 브레이크 블록:가장 오래된 브레이크 블록 재료입니다. 상대적으로 낮은 마찰 성능을 가지고 있지만,회색 주철은 추운 지역과 산악 지역에서 필수적입니다.합금 주사철 브레이크 블록, 추가 요소로 강화, 종종 익스프레스 열차와 기관차에 사용됩니다.
• 합성 브레이크 블록:주로 페놀 樹脂로 구성되어 있으며, 마찰 성능이 좋고, 마모율이 낮고, 가벼운 성질과 비용 효율성을 제공합니다.습기 에 대비 하기 위해 눈 에 저항 하는 합성 브레이크 블록 이 개발 되었습니다일부 합성 블록은 바퀴 발판을 거칠게 설계되어 붙는력을 더욱 향상시킵니다.
• 시너지 합금 브레이크 블록:구리나 철 같은 금속 분말로 만들어져 있으며, 마찰 성능이 뛰어나고, 모든 날씨에 적응할 수 있으며, 마모율이 낮다.습기 상태 에서 탁월 한 성능 을 발휘 하기 때문 에 추운 지역 에 적합 하다.
• 접착 조절 물질:브레이킹 재료는 아니지만, 이 물질들은 바퀴 표면을 깨끗하게 하고, 강한 접착을 보장하기 위해 최적의 거칠성을 만들어 낸다.이 기술은 신칸센 열차에 완전히 적용되고 일반 철도에도 널리 적용되고 있습니다..

바퀴 및 브레이크 시스템 재료에 대한 현재 연구는 다음 영역에 초점을 맞추고 있습니다.

• 손상 메커니즘 연구:실험, 재료 분석 및 수치 시뮬레이션을 통해 레이드 브레이크 바퀴의 열 균열과 웅덩이 마모의 근본 원인을 조사합니다.그 후 효과적인 예방 및 통제 조치를 제안합니다.
• 새로운 재료 개발:더 높은 강도, 더 나은 마모 저항성 및 우수한 열 안정성을 가진 새로운 바퀴 재료를 탐구합니다. 첨단 합금 강철, 복합물 또는 표면 수정 기술과 같은 것입니다.
• 제동 시스템 최적화:역류 브레이킹이나 재생 브레이킹과 같은 대체 브레이킹 방법을 연구하여 바퀴에 대한 기계적 마모와 열 스트레스를 줄이십시오.효율성과 안전성을 향상시키기 위해 레이드 브레이킹 시스템의 설계 개선.
• 스마트 유지보수:센서 기술과 빅데이터 분석을 통합하여 휠과 제동 시스템의 실시간 모니터링과 예측 유지보수사고를 예방하고 비용을 절감하기 위해 잠재적 문제를 조기에 발견할 수 있도록 하는 것.

철도 바퀴 및 제동 시스템 재료의 개발은 재료 특성, 제동 방법, 운영 환경,유지보수 비용지속적인 혁신과 최적화는 지속가능성에 기여하면서 철도 운송의 안전과 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다.미래 연구는 바퀴 및 제동 시스템의 성능에 대한 포괄적 인 발전을 달성하기 위해 학제 간 협력을 점점 더 강조 할 것입니다..