輪軌滾動(dòng)接觸彈塑性及棘輪效應(yīng)分析.pdf

1、近年來我國動(dòng)車組飛速發(fā)展,運(yùn)營里程不斷增加、運(yùn)營速度逐步提高,這便產(chǎn)生了一系列新的問題和挑戰(zhàn)。輪軌接觸問題是其中的關(guān)鍵問題之一,它關(guān)乎著動(dòng)車組運(yùn)營的安全性、舒適性以及經(jīng)濟(jì)性。這一問題的有效解決對(duì)列車的安全運(yùn)營和運(yùn)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(shù)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(zhǔn)確的分析結(jié)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(dòng)

2、過程中,輪軌間循環(huán)載荷所產(chǎn)生的輪軌漸進(jìn)塑性變形(即輪軌滾動(dòng)接觸的棘輪效應(yīng))是輪軌滾動(dòng)接觸分析中的主要問題。
　　本文以CRH2型動(dòng)車組為例,應(yīng)用非線性有限元軟件ABAQUS對(duì)輪軌接觸彈塑性及棘輪效應(yīng)進(jìn)行了分析,主要工作內(nèi)容如下:
　　(1)建立了過直線工況下輪軌接觸有限元模型。對(duì)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(shù)對(duì)輪軌接觸特性的影響進(jìn)行了分析,并探討了輪軌接觸應(yīng)力及應(yīng)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(duì)車輪貼靠護(hù)軌工況下的輪軌內(nèi)部應(yīng)力、接觸應(yīng)力、接觸狀態(tài)進(jìn)行了分析。結(jié)果表明,轍叉區(qū)心軌所受的應(yīng)力較大,塑性變形嚴(yán)重,容易產(chǎn)生磨損與損傷。
　　(3)建立輪軌滾動(dòng)接觸有限元模型,利用與ABAQUS無縫集成并考慮棘輪效應(yīng)的非線性各向同性/隨動(dòng)硬化模型,對(duì)循環(huán)載荷作用下的輪軌滾動(dòng)接觸特性進(jìn)行了分析。并根據(jù)理論計(jì)算結(jié)果和現(xiàn)狀調(diào)研數(shù)據(jù)對(duì)棘輪效應(yīng)所產(chǎn)生的輪軌損傷進(jìn)行了初步分析。結(jié)