基于ANSYS的輪軌摩擦生熱分析.pdf

1、隨著鐵路的高速化、重載化,車輪踏面和鋼軌表面的擦傷和剝離破壞越來越嚴重。車輪運行中的摩擦生熱是引發(fā)磨損破壞的主要因素,所以分析輪軌接觸的溫度場和應力場具有重要意義。主要應用大型有限元軟件ANSYS分別建立車輪在鋼軌上滑動和滾動過程的有限元模型,在輪軌接觸區(qū)利用接觸單元法來建立接觸。模型中考慮了車輪和鋼軌接觸間的熱傳導,以及自由表面與環(huán)境的熱對流,假設摩擦功全部轉化為摩擦熱,摩擦熱流平均分配給車輪和鋼軌。通過直接耦合法求解輪軌間的摩擦生熱

2、,詳細的分析了接觸區(qū)內的瞬時溫度場、應力場、剪應力和接觸區(qū)的接觸壓力分布特征,以及最高溫升和應力的變化趨勢。
　　 在純滑動工況中,輪軌接觸表面很容易產生瞬時的高溫:1)材料的非線性影響不可忽略；2)輪軌的熱效應影響層很薄,最高溫升和應力產生在表面中線靠后處；3)輪軌表面最高應力和溫度均隨著軸重、速度及摩擦因數的增大而增大。
　　 在滾滑工況中,由于溫升較小,計算中未考慮材料的非線性影響。結果表明:1)高速列車車輪在低蠕