| 基于轮轨非Hertz接触的影响系数的有限元计算方法 |
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| 引用本文： | 杨新文,姚一鸣,周顺华.基于轮轨非Hertz接触的影响系数的有限元计算方法[J].同济大学学报(自然科学版),2017,45(10):1476-1482. |
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| 作者姓名： | 杨新文 姚一鸣 周顺华 |
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| 作者单位： | 同济大学 道路与交通工程教育部重点实验室，上海 201804,同济大学 道路与交通工程教育部重点实验室，上海 201804,同济大学 道路与交通工程教育部重点实验室，上海 201804 |
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| 基金项目： | 国家自然科学资助(51378395)和牵引动力国家重点实验室开放基金（TPL1602） |
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| 摘 要： | 采用非Hertz接触理论求解轮轨接触问题时，影响系数对轮轨接触应力与接触斑大小产生重要影响.由于当车轮轮缘与钢轨在轨距角处发生接触时，非Hertz接触理论中基于弹性半空间条件下的影响系数已不适用,所以利用有限元方法求解了全空间内轮轨非Hertz接触的影响系数，并对Kalker的非Hertz接触理论做了修正.在保证计算效率的前提下，以30 t轴重重载铁路CHN75钢轨和LM磨耗车轮踏面为例，采用修正的非Hertz理论及轮轨接触分区模型P_M（partition model）分别计算了轮对横移量为0~8 mm时的轮轨接触斑面积及接触斑应力.研究结果表明，用有限元法计算出的影响系数大于BossinisqeCerruti 公式求出的影响系数，并且在轨距角处的影响系数大于轨顶处.修正的非Hertz理论计算出的法向应力和接触斑面积始终要比P_M模型计算出的法向应力略大一些，且随轮对横移量的增加，两种轮轨法向接触模型计算出的法向应力和接触斑趋势一致.当横移量为0~4 mm时，最大接触斑面积可达173.75 mm2，轮轨型面较为匹配；当横移量持续增大时，由于车轮与钢轨轨距角接触，接触面积急剧降低，同时法向应力急剧增大.
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| 关 键 词： | 重载铁路 轮轨接触 BossinisqeCerruti公式 分区模型 |
| 收稿时间： | 2017/3/7 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2017/7/13 0:00:00 |
Calculation of Influencing Number of Wheel Rail Non Hertz Contact Using Finite Element Method |
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| YANG Xinwen,YAO Yiming and ZHOU Shunhua.Calculation of Influencing Number of Wheel Rail Non Hertz Contact Using Finite Element Method[J].Journal of Tongji University(Natural Science),2017,45(10):1476-1482. |
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| Authors: | YANG Xinwen YAO Yiming and ZHOU Shunhua |
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| Institution: | Key Laboratory of Road and Traffic Engineering of the Ministry of Education, Tongji University, Shanghai 201804, China,Key Laboratory of Road and Traffic Engineering of the Ministry of Education, Tongji University, Shanghai 201804, China and Key Laboratory of Road and Traffic Engineering of the Ministry of Education, Tongji University, Shanghai 201804, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | heavy haul railway wheel/rail contact Bossinisqe Cerruti formula partition model |
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