基于热力耦合的钢轨接触疲劳裂纹扩展特性分析

摘要：

采用热弹塑性有限元法和裂纹尖端位移法,对轮轨全滑接触状态下的钢轨表面斜裂纹的扩展特性进行分析.热力耦合有限元模型中,考虑轮轨自由表面与环境热对流、裂纹表面间热传导和温度对材料参数的影响,通过移动边界条件模拟轮轨接触区的移动,计算轮轨摩擦因数、裂纹表面间的摩擦因数和裂纹角度对钢轨表面裂纹扩展特性的影响.计算结果表明:在热力耦合作用下,钢轨斜裂纹的剪切扩展模式占主导；裂纹尖端最大张开位移随轮轨摩擦因数和裂纹角度的增大而增大；减小轮轨摩擦因数、增大裂纹表面摩擦因数和小的裂纹角度,可限制钢轨表面斜裂纹的扩展.

关键词：轮轨摩擦、热力耦合、表面裂纹、裂纹尖端位移、弹塑性分析、有限元法

所属期刊栏目：33

分类号：TH117.2

资助基金：国家自然科学基金50705078;新世纪优秀人才支持计划NCET-08-0824;霍英东教育基金会青年教师基金114028;四川省青年科技基金08ZQ026-021

在线出版日期：2012-04-20（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：879-884