摘要:

由于焊接区材质的非均匀性,钢轨焊接接头一直是钢轨伤损的频发区域,通过分离式霍普金森压杆实验获得了U75V钢轨在不同应变率下的应力—应变曲线,确定了Johnson-Cook冲击动态本构模型材料参数,建立了含焊接接头的轮轨滚动接触有限元模型;对钢轨焊缝区、热影响区和母材区的接触压力、等效应力和等效塑性应变进行了有限元分析.结果显示:在轮轨滚动接触过程中,焊接接头热影响区最大接触压力相对于相邻区域较小,与其他区域交界处产生明显的应力集中,其等效塑性应变最大处位于钢轨次袁层,焊接接头的等效塑性应变大于母材,轴重的变化对焊接接头最大接触压力和等效塑性应变的影响较小;随着行车速度增大,热影响区域最大接触压力和焊接接头等效塑性应变均逐渐增大.

摘要:

分析两种轨底坡情况下锥形踏面与磨耗型踏面车轮的滚动接触行为,结合钢轨损伤行为提出车轮型面的选用要求.结果表明,轨底坡从1∶40变为1∶20时,磨耗型和锥形踏面的滚动接触几何参数将发生很大的变化;轨底坡为1∶20时,磨耗型踏面的最大切应力和等效应力明显小于锥形踏面.磨耗型车轮踏面能减轻重载钢轨侧磨且等效锥度大于锥形踏面车轮;由于重载与高速铁路钢轨损伤形式的不同,建议优化设计高速铁路车轮踏面形状,以减轻高速钢轨疲劳损伤的发生.

摘要:

Kalker的"完全理论"和CONTACT程序是最有代表性的三维非Hertz弹性体滚动接触理论,其适用范围仅限于接触区.为了得到轮轨滚动接触时在真实几何形状和边界条件下轨头内接触区之外真实的弹性应力场,本文将KalLer的"完全理论"与有限元方法相结合,形成了统一的轮轨滚动接触算法和软件,能够进行快速、有效的计算.文中的实例分析表明,轴载是影响钢轨接触应力的主要因素,摇头角的影响也不可忽视,相对说来横移量对钢轨接触应力的影响是最小的.

摘要:

基于客、货车车轮镟修踏面和京广线上的3种钢轨打磨廓形,采用mixed Lagrangian/Euler方法建立三维轮轨滚动接触稳态模型,分别计算和分析客、货车车轮镟修踏面与这3种钢轨打磨廓形接触时的轮轨滚动接触稳态特性.结果表明:在轮对对中的情况下,钢轨轨头接触区曲率半径越小,则轮轨接触角越大,且客车的轮轨接触角大于货车的;在不考虑横移的情况下,轮轨接触角在一定范围内变化时,轮轨接触角越大,轮轨接触斑内蠕滑力、蠕滑率的最大值也越大;客、货车镟修踏面与打磨廓形1接触时,接触斑内蠕滑力和蠕滑率的最大值小于其他2种打磨廓形,即打磨廓形1的车辆运行稳定性更好,但轮轨之间的力学性能较差;客、货车镟修踏面与打磨廓形2接触时,接触斑内蠕滑力和蠕滑率的最大值大于其他2种打磨廓形,即打磨廓形2的车辆牵引性能较好,但更容易发生蛇形失稳;客、货车车轮镟修踏面与打磨廓形3接触时,接触斑内蠕滑力和蠕滑率的最大值均介于其他2种打磨廓形之间,可同时保证车辆的牵引性能和运行稳定性,因此打磨廓形3在这3种钢轨打磨廓形中为最优.

摘要:

在长大下坡道循环制动条件下,采用列车纵向动力学、三维有限元和疲劳损伤分析联合仿真方法,综合考虑车轮踏面在制动摩擦过程中瞬态非均匀热流分布和轮轨滚动接触,计算重载车轮踏面裂纹萌生寿命.采用有限元软件Abaqus建立闸瓦-车轮三维瞬态热机耦合有限元模型并在试验验证其准确性的基础上,以大秦线某段典型长大下坡道为例,研究制动热负荷和轮轨滚动接触耦合作用对车轮踏面裂纹萌生的影响.结果 表明:制动热负荷或轮轨滚动接触单独作用不是导致车轮踏面出现裂纹的主要原因,而轮轨滚动接触和坡道制动热负荷的耦合作用才是导致运营车轮裂纹萌生的主要因素;踏面温度对轮轨滚动接触踏面裂纹萌生寿命的影响较大,车轮材料采用CL70钢、踏面温度超过250℃后,踏面裂纹萌生寿命显著降低.

摘要:

由于焊接区材质的非均匀性,钢轨焊接接头一直是钢轨伤损的频发区域,通过分离式霍普金森压杆实验获得了U75V钢轨在不同应变率下的应力—应变曲线,确定了Johnson-Cook冲击动态本构模型材料参数,建立了含焊接接头的轮轨滚动接触有限元模型;对钢轨焊缝区、热影响区和母材区的接触压力、等效应力和等效塑性应变进行了有限元分析.结果显示:在轮轨滚动接触过程中,焊接接头热影响区最大接触压力相对于相邻区域较小,与其他区域交界处产生明显的应力集中,其等效塑性应变最大处位于钢轨次袁层,焊接接头的等效塑性应变大于母材,轴重的变化对焊接接头最大接触压力和等效塑性应变的影响较小;随着行车速度增大,热影响区域最大接触压力和焊接接头等效塑性应变均逐渐增大.

摘要:

摘要:

基于ALE (Arbitrary Lagrangian Eulerian)有限元建立稳态轮轨滚动接触的三维有限元模型.利用该模型计算和分析重载轮轨滚动接触的黏着特性,并研究不同速度等级对重载轮轨黏着蠕滑特性的影响.用该模型对重载大功率机车车轮在轨道上从制动、惰行到牵引过程进行计算,得到了这一过程中轮轨接触状态的变化规律和黏着特性曲线.在重载大功率机车从制动、惰行到牵引的过程中,轮轨纵向摩擦力由反方向饱和状态逐渐转变成牵引方向饱和状态,而轮轨横向摩擦力始终呈反对称性分布,其最大值位置先是逐渐靠近接触斑中心,然后又逐渐远离之；摩擦力矢量呈旋转分布,其方向从与运动方向相反逐渐变为与运动方向相同,其旋转中心从轮缘附近逐渐进入接触斑,随后又逐渐向轮缘一侧移动；当轮轨纵向蠕滑率较小(≤0.003)时,黏着力随纵向蠕滑率的增加而近似线性增加,但运行速度对此影响不大；进入大蠕滑率(＞0.003)区域后,黏着力随蠕滑率的增加而减小,并且速度越高,黏着力降低得越快.

摘要:

以直径为860 mm的LMA踏面轮对和60 kg· m-1钢轨为例,采用有限元软件ABAQUS建立三维轮轨滚动接触有限元模型,利用集群逻辑结构的并行计算平台求解该模型,并对不同摩擦系数下轮轨滚动接触特性进行分析.研究表明:摩擦系数对接触斑面积、接触区Mises应力值和法向接触应力影响不大；随着摩擦系数的增大,接触斑黏着区面积增加,接触区内横向和垂向剪应力增大且位置向接触区表面靠近；在相同牵引力矩作用下,随着摩擦系数的增加,轮轨纵向剪应力明显增大；接触斑内摩擦力矢量的纵向分最也随之增大,轮轨摩擦力及其绕原点合力矩的纵向分量也变化明显,最大增幅超过30%,自旋力矩值也随之增大且其中心点在接触斑内沿牵引方向前移.

摘要:

运用非线性有限元分析软件ABAQUS,考虑通过直线、曲线线路和道岔3种工况,建立CRH2010A综合检测车的测力车轮与钢轨的三维滚动接触有限元模型,进行不同工况下测力车轮与钢轨的滚动接触特性及车轮辐板和轴毂的受力分析.结果表明:测力车轮的滚动接触特性与动车车轮相似；通过直线线路且轮对横移量为8mm时,产生轮缘效应,车轮磨损加剧；通过曲线线路时,左侧车轮与钢轨出现两点接触中心区;通过道岔时,左侧车轮与长心轨均发生塑性变形,车轮和钢轨的磨耗加剧；轴毂的过盈连接对轮轨接触特性的影响,远小于其对轴毂连接区域和辐板加工区域应力的影响；在这3种工况下测力车轮均满足静强度要求.