钢轨表面疲劳裂纹扩展机制

• 作者: 刘杰
• 来源期刊: 钢铁
• 关键词: 轮轨接触 疲劳 裂纹 轴重 摩擦因数 ANSYS
• 年，卷（期）: 2017,（4）
• 所属期刊栏目: 钢铁材料
• 页码范围: 67-71
• 页数: 5页
• 语种: 中文
• DOI: 10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20160352

摘要

针对轮轨接触疲劳问题,基于Hertz接触理论与库伦摩擦定律,建立含表面裂纹的轮轨接触疲劳计算模型,并对加载位置、轴重、摩擦因数等因素对裂纹扩展速率的影响进行研究.结果表明,轮轨滚动接触的表面裂纹为I-II型裂纹,且以II型扩展为主,其最容易发生断裂的位置在接触斑边缘.轴重和摩擦力是影响轮轨接触疲劳的两个重要因素;随着轴重的增加,应力强度因子KI、KI均呈增加趋势,20 t相对于10 t分别增加359%和185%;随着摩擦因数的增加,应力强度因子KI、KI均呈增加趋势,0.3的摩擦因数相对于无摩擦分别增加了108.7%和119.3%,表明摩擦力的存在明显加剧了裂纹扩展速率.在钢轨涂油养护时,应优先选用固体润滑剂.