考虑塑性的钢轨表面疲劳微裂纹分析

• 作者: 昝晓东 江晓禹 王强胜 生月
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 交通运输
• 关键词: 轮轨接触疲劳 残余应力 裂纹扩展速率 应力强度因子 ANSYS
• 年，卷（期）: 2018,（11）
• 所属期刊栏目: 表面失效及防护
• 页码范围: 151-156
• 页数: 6页
• 分类号: TG111.8|U211.5
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2018.11.022

摘要

目的 研究塑性条件下受重复轮轨荷载的钢轨表面的初始疲劳裂纹行为.方法 建立含表面微裂纹的钢轨二维有限元模型,通过耦合裂纹面对应节点达到无裂纹的效果.经过几次循环加载后取消节点耦合设置,达到出现裂纹的效果.分析随着轮轨循环加载钢轨的响应,计算残余应力强度因子,并利用渐进状态(随着循环次数的增加,裂纹尖端区新产生的塑性越来越小,裂尖小范围内塑性不再增加)下的应力强度因子计算初始疲劳裂纹扩展速率.结果 有限元模拟中,轮轨荷载循环加载在钢轨上表面,使其产生拉伸残余应力,且随着深度增加,拉伸残余应力越来越小.裂纹萌生后,不同角度的裂纹残余(KI)都随循环次数的增加而减小,但残余(KII)都随循环次数的增加而增大.受残余应力的影响,渐进状态下的钢轨表面初始微裂纹应力强度因子随裂纹角度(θ)的增加而增加.结论 钢轨表面的残余应力加快了初始微裂纹的扩展速率,降低了钢轨的使用寿命.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	江晓禹	西南交通大学力学与工程学院	46	369	13.0	18.0
2	王强胜	西南交通大学力学与工程学院	9	5	1.0	2.0
3	昝晓东	西南交通大学力学与工程学院	6	5	1.0	2.0
4	生月	西南交通大学力学与工程学院	5	5	1.0	2.0