高速列车钢轨硌伤致损机理有限元分析

• 作者: 刘佳璐 阚前华 汪渊 赵吉中 徐祥
• 来源期刊: 四川轻化工大学学报（自然科学版）
• 关键词: 钢轨硌伤 循环塑性应变累积 裂纹扩展 扩展有限元法
• 年，卷（期）: 2021,（2）
• 所属期刊栏目: 机械、电子及计算机科学
• 页码范围: 60-69
• 页数: 10页
• 分类号: TB115
• 语种: 中文
• DOI: 10.11863/j.suse.2021.02.08

摘要

钢轨长时间暴露在自然环境中,经常受到硬物撞击,表面出现不同形状的硌伤,在局部区域出现应力集中,影响钢轨应力分布,严重时引发轮轨滚动接触疲劳,威胁铁路的行车安全.利用有限元软件ABAQUS建立含不同尺寸初始硌伤形状的钢轨模型,研究硌伤对钢轨残余应力、塑性应变累积和裂纹扩展的影响.结果表明,硌伤坑边缘隆起,出现拉应力状态,残余应力呈环形分布,最大等效塑性应变总是出现在硌伤坑底部;循环载荷作用下,塑性应变累积的速率较小,沿加载方向的硌伤坑形貌明显变宽;在不同初始裂纹方向下,轨头的裂纹扩展可分为沿坑壁横向扩展、沿深度纵向扩展、横向和纵向混合扩展3类;对于圆锥形、球形、楔形硌伤,60.初始裂纹扩展速率最快;3种硌伤形貌中,圆锥形硌伤最危险.