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轮对蠕滑条件下钢轨疲劳裂纹萌生寿命预测
引用本文:王少锋,周宇,许玉德,李海锋.轮对蠕滑条件下钢轨疲劳裂纹萌生寿命预测[J].同济大学学报(自然科学版),2014,42(6):0894-0899.
作者姓名:王少锋  周宇  许玉德  李海锋
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;同济大学 道路与交通工程教育部重点实验室,上海 201804
基金项目:国家科技支撑计划(2013BAG20B01);国家自然科学基金(51378395);国家自然科学基金(50908179);上海市自然科学基金(11ZR1439200);中央高校基本科研业务费专项资金
摘    要:采用多体动力学与三维弹性体非赫兹滚动接触理论,得到不同轨底坡、超高、摩擦系数与曲线半径等多种轨道条件下的轮轨蠕滑状态,将接触力分别施加于钢轨有限元模型的接触斑位置,分析轨头应力应变响应,得到所有节点的疲劳参量.研究疲劳参量的组成类型,若剪应力与应变部分占主要组成部分,则采用剪切型裂纹萌生预测公式,否则采用拉伸型预测公式.分别预测导向轮与非导向轮作用下的曲线外轨疲劳裂纹萌生寿命,结果表明,外轨疲劳裂纹主要由导向轮作用产生,非导向轮对其影响很小;裂纹萌生寿命随曲线半径的增大而延长,随摩擦系数的增大而减小;设置1∶20轨底坡可以延缓外轨疲劳裂纹萌生,尤其是在半径较小的曲线上效果更明显;过超高能延缓曲线外轨疲劳裂纹萌生;当摩擦系数大于0.3时裂纹萌生于曲线外轨表面,而小于0.3时裂纹萌生位置则逐渐向轨头内部转移.

关 键 词:轮轨蠕滑  临界平面法  疲劳参量  应力-应变分析  裂纹萌生寿命
收稿时间:2013/5/22 0:00:00
修稿时间:2014/2/26 0:00:00

Rail Fatigue Crack Initiation Life Prediction Under Wheelset Creep Condition
WANG Shaofeng,ZHOU Yu,XU Yude and LI Haifeng.Rail Fatigue Crack Initiation Life Prediction Under Wheelset Creep Condition[J].Journal of Tongji University(Natural Science),2014,42(6):0894-0899.
Authors:WANG Shaofeng  ZHOU Yu  XU Yude and LI Haifeng
Abstract:
Keywords:wheel rail creep  critical plane  fatigue parameter  stress strain analysis  crack initiation life
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