滚动接触作用下钢轨表面裂纹扩展机理分析

• 作者: 曹世豪 李佳莉 杨荣山 江晓禹
• 来源期刊: 华中科技大学学报（自然科学版）
• 学科: 交通运输
• 关键词: 轮轨接触 疲劳 裂纹 应力强度因子 复合型断裂准则
• 年，卷（期）: 2017,（4）
• 所属期刊栏目: 机械与材料工程
• 页码范围: 11-15
• 页数: 5页
• 分类号: U211.5
• 语种: 中文
• DOI: 10.13245/j.hust.170403

摘要

为了分析车轮纯滚动接触作用下的钢轨表面裂纹扩展机制,建立含表面裂纹的轮轨滚动接触疲劳计算模型,获得15 t轴重作用下钢轨表面裂纹长度由0.1 mm扩展到2.0 mm全过程的裂纹尖端应力强度因子变化规律.基于复合型断裂准则和Paris疲劳扩展理论,分析钢轨表面裂纹扩展规律.分析结果表明:在微裂纹扩展至可见裂纹阶段,钢轨表面疲劳裂纹属于Ⅰ-Ⅱ复合型裂纹;随着裂纹长度增加,应力强度因子KⅠ先迅速增加,然后逐渐减小,而KⅡ在裂纹扩展全过程中呈增加趋势;裂纹萌生与扩展初期以张开型为主,随着裂纹长度增加,其扩展形式向滑开型转变;当裂纹扩展至0.3～0.5 mm间时,倾向于向上扩展导致剥离掉块,该扩展趋势与现场服役钢轨剥离路径较为一致.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	杨荣山	西南交通大学土木工程学院	110	742	15.0	20.0
5	江晓禹	西南交通大学力学与工程学院	46	369	13.0	18.0
6	曹世豪	西南交通大学土木工程学院	21	157	9.0	11.0
10	李佳莉	西南交通大学土木工程学院	4	18	3.0	4.0