基于轮轨非Hertz接触的影响系数的有限元计算方法

• 作者: 周顺华 姚一鸣 杨新文
• 来源期刊: 同济大学学报（自然科学版）
• 学科: 交通运输
• 关键词: 重载铁路 轮轨接触 Bossinisqe-Cerruti公式 分区模型
• 年，卷（期）: 2017,（10）
• 所属期刊栏目: 交通运输工程
• 页码范围: 1476-1482
• 页数: 7页
• 分类号: U239.4
• 字数: 3989字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11908/j.issn.0253-374x.2017.10.009

摘要

采用非Hertz接触理论求解轮轨接触问题时,影响系数对轮轨接触应力与接触斑大小产生重要影响.由于当车轮轮缘与钢轨在轨距角处发生接触时,非Hertz接触理论中基于弹性半空间条件下的影响系数已不适用,所以利用有限元方法求解了全空间内轮轨非Hertz接触的影响系数,并对Kalker的非Hertz接触理论做了修正.在保证计算效率的前提下,以30 t轴重重载铁路CHN75钢轨和LM磨耗车轮踏面为例,采用修正的非Hertz理论及轮轨接触分区模型P_M(partition model)分别计算了轮对横移量为0～8 mm时的轮轨接触斑面积及接触斑应力.研究结果表明,用有限元法计算出的影响系数大于Bossinisqe-Cerruti公式求出的影响系数,并且在轨距角处的影响系数大于轨顶处.修正的非Hertz理论计算出的法向应力和接触斑面积始终要比P_M模型计算出的法向应力略大一些,且随轮对横移量的增加,两种轮轨法向接触模型计算出的法向应力和接触斑趋势一致.当横移量为0～4 mm时,最大接触斑面积可达173.75 rnm2,轮轨型面较为匹配;当横移量持续增大时,由于车轮与钢轨轨距角接触,接触面积急剧降低,同时法向应力急剧增大.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	周顺华	同济大学道路与交通工程教育部重点实验室	241	4311	34.0	51.0
2	杨新文	同济大学道路与交通工程教育部重点实验室	33	204	8.0	12.0
3	姚一鸣	同济大学道路与交通工程教育部重点实验室	2	9	2.0	2.0