基于Cowper-Symonds本构模型铁路车轮扁疤 激发的轮轨冲击仿真分析

• 作者: 敬霖 赵隆茂 韩亮亮
• 来源期刊: 高压物理学报
• 关键词: 轮轨冲击 高速铁路 车轮扁疤 Cowper-Symonds模型 有限元仿真
• 年，卷（期）: 2017,（6）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 785-793
• 页数: 9页
• 分类号: O347.1|U211.5
• 语种: 中文
• DOI: 10.11858/gywlxb.2017.06.014

摘要

轮轨关系是高速铁路工程领域最重要的研究课题之一,车轮扁疤作为一种主要的轮轨失效形式,严重影响了高速列车运行的平稳性和安全性.利用Hypermesh软件建立了带有扁疤的三维轮轨滚动接触模型,并基于轮、轨钢Cowper-Symonds本构模型,采用LS-DYNA 3D显式算法进行了相应的有限元仿真分析,重点研究了车速、扁疤长度和轴重对轮轨冲击响应的影响.仿真结果表明:车轮扁疤缺陷引起的最大轮轨垂向冲击力显著大于相应的准静态垂向载荷,最大von Mises等效应力和最大等效塑性应变通常发生在轮轨接触表面;轮、轨钢的应变率效应对轮轨垂向冲击力没有影响,但由于应变率的强化效应,与不计应变率效应的结果相比,基于Cowper-Symonds模型得到的最大von Mises等效应力明显增大,而最大等效塑性应变略有降低;车速、扁疤长度和轴重对轮轨冲击响应均有显著的影响.研究结果可为轮轨系统的安全性设计与评估提供技术支持.