輪軌滾動接觸彈塑性及棘輪效應分析.pdf

1、近年來我國動車組飛速發(fā)展,運營里程不斷增加、運營速度逐步提高,這便產生了一系列新的問題和挑戰(zhàn)。輪軌接觸問題是其中的關鍵問題之一,它關乎著動車組運營的安全性、舒適性以及經濟性。這一問題的有效解決對列車的安全運營和運輸成本的降低以及高速列車的發(fā)展具有重要的意義。
　　隨著有限元技術的發(fā)展與成熟,利用有限元法解決輪軌接觸問題變得簡便、快捷,并能夠得到較為準確的分析結果。車輪在軸載及牽引力矩作用下,輪軌接觸分析以彈塑性分析為主。而車輪滾動

2、過程中,輪軌間循環(huán)載荷所產生的輪軌漸進塑性變形(即輪軌滾動接觸的棘輪效應)是輪軌滾動接觸分析中的主要問題。
　　本文以CRH2型動車組為例,應用非線性有限元軟件ABAQUS對輪軌接觸彈塑性及棘輪效應進行了分析,主要工作內容如下:
　　(1)建立了過直線工況下輪軌接觸有限元模型。對不同軸重、不同橫移量、不同搖頭角、不同輪軸過盈量、不同牽引力矩、不同摩擦系數對輪軌接觸特性的影響進行了分析,并探討了輪軌接觸應力及應變隨以上因素的變

3、化規(guī)律。
　　(2)建立了過道岔轍叉區(qū)輪軌接觸有限元模型,對車輪貼靠護軌工況下的輪軌內部應力、接觸應力、接觸狀態(tài)進行了分析。結果表明,轍叉區(qū)心軌所受的應力較大,塑性變形嚴重,容易產生磨損與損傷。
　　(3)建立輪軌滾動接觸有限元模型,利用與ABAQUS無縫集成并考慮棘輪效應的非線性各向同性/隨動硬化模型,對循環(huán)載荷作用下的輪軌滾動接觸特性進行了分析。并根據理論計算結果和現狀調研數據對棘輪效應所產生的輪軌損傷進行了初步分析。結