基于蠕滑理论的钢轨临界平面疲劳参量仿真

摘要：

为考虑轮轨蠕滑对钢轨疲劳裂纹萌生的影响，通过车辆-轨道多体动力学模型和钢轨有限元模型，分析不同线路条件下的轮轨接触压力和切向力对钢轨轨头（包括轨距角）的应力-应变响应，定量研究钢轨滚动接触疲劳裂纹萌生疲劳参量 FP中的正应力-应变部分与剪应力-应变部分对裂纹萌生的影响，并比较导向轮和非导向轮对 FP的影响。仿真结果表明，考虑轮轨蠕滑的情况下，钢轨轨头绝大部分节点处于三向受压状态，疲劳参量 FP主要是由剪应力-应变部分作用产生，对裂纹萌生预测应采用剪切型裂纹公式；FPmax所在的临界平面在钢轨横断面的投影线与横向水平轴呈105°～140°夹角，在水平面的投影线与纵向水平轴呈20°～50°夹角；导向轮作用下的 FPmax要远远大于非导向轮作用下的 FPmax 。

关键词：临界平面法疲劳参量、轮轨蠕滑理论、滚动接触疲劳、导向轮、有限元

分类号：U213.4(铁路线路工程)

资助基金：国家科技支撑计划2013BAG20B01；国家自然科学基金50908179；上海市自然科学基金11ZR1439200

在线出版日期：2014-05-21（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：65-70