Page 197 - 《摩擦学学报》2021年第5期

786 摩 擦 学 学
已有的研究 [49, 53, 60] 表明：WEL中存在两种不同的裂纹
扩展模式，第一种是裂纹从WEL边缘开始并沿WEL
边界传播；第二种是裂纹沿WEL中间位置垂直向基体
内扩展. 此外，WEL和BEL表现出的裂纹行为也存在
[18]
显著差异，如Li等 指出BEL中形成的裂纹比WEL更
深并且向下传播没有分支，BEL更有可能引起疲劳失
效，认为其原因在于，相比WEL，BEL与基体材料在硬
度和微观结构上更为接近.
6 结束语
轮轨界面的摩擦学转变结构(TTS)是轮轨服役过
程中的必然产物，主要由白层(WEL)、棕层(BEL)和塑
性变形层(PDL)组成，它对轮轨表面磨耗、塌陷、近表
层疲劳裂纹萌生与扩展影响深远. 当前，国内外学者
对TTS的形成机制及其作用机理仍存在诸多争议和分
歧，对TTS尤其是BEL的组织结构还有待进一步研究.
摩擦热是摩擦过程中的必然现象、塑性变形是磨
损过程中的重要特征，它们对TTS的形成均起着关键
的作用. 因此，有必要综合考虑两者的协同作用效应
及其各自在TTS形成过程的贡献. 此外，摩擦热促进了
轮轨表面物理和化学状态的变化，需要深入了解轮轨
滚动接触过程中的摩擦界面的摩擦化学效应和能量
耗散规律，需要重点考虑极端工况(如极端温度、高速
重载等)对TTS的影响. 另一方面，随着现代分析测试
技术的发展，一些先进的表征手段有助于深入揭示
TTS的形成机制和破坏机理，例如，利用原位测试技术
实时监测TTS的发生、发展及其演化过程. 再者，随着
计算能力的不断提高，通过数值模拟分析TTS的力学
行为、能量耗散等及其影响下的轮轨失效机制，也可
以起到积极的参考和辅助作用.
目前，对于轮轨界面TTS的认识还不充分，研究也
有待深入，相关研究人员应予以重视，重点关注TTS理
应成为轮轨摩擦学研究工作者的努力方向. 我们认
为，凭借研究思路的创新和测试技术的进步，未来几
年在TTS的形成机制及其作用机理方面有望取得新的
突破，这对有效控制轮轨界面失效、延长轮轨服役寿
命和列车安全可靠运行具有重要的指导意义.
参 考 文 献
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