钢轨短波长波磨处的高速滚动接触分析.pdfVIP

2015年 8月 润滑与密封 Aug．2015 第 40卷 第 8期 LUBRICAT10N ENGINEERING Vo1．40No．8 DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2015．08．009 钢轨短波长波磨处的高速滚动接触分析 刘 超 赵 鑫 安博洋 温泽峰 金学松 (西南交通大学牵引动力国家重点实验室 四川成都 610031) 摘要：通过对某高速线路上出现 的钢轨波磨的现场测量 ，采用显式有限元法建立三维高速瞬态滚动接触模型，分 析轮轨在波磨处的高速 (300km／h)滚动行为。利用实体单元划分具有真实几何的轮对与钢轨，轮轨间的法、切向瞬 态滚动接触问题由面面接触算法于时域内求解，同时考虑车辆和轨道系统的主要部件。车轮在光滑钢轨上的滚动结果显 示．该模型可以建立起轮轨问稳态滚动接触，为研究表面不平顺处的滚动接触奠定了基础。分析某高速线路的钢轨波磨 的波长和波深对轮轨瞬态滚动接触的影响．讨论不同牵引系数条件下波磨处的瞬态滚动接触行为。结果表明：波磨引起 的轮轨法、切向接触力均在波长为 80am (现场观测到的主波长)时达到最大，即数值重现了上述高速线路的波磨主 波长；接触力随波深的增大单调递增，但增长率逐渐减少；牵引系数越大，钢轨发生不均匀磨损或塑性变形的可能性越 大。即波磨产生的可能性越大。 关键词：钢轨波磨 ；滚动接触 ；显式有限元 ；瞬态接触 ；牵引系数 中图分类号：U213．4 文献标志码 ：A 文章编号：0254—0150(2015)08—040-07 StudyonHigh-SpeedW heel·RailRollingContactonShort—Pitch RailCorrugation LiuChao ZhaoXin AnBoyang WenZefeng JinXuesong (StateKeyLaboratoryofTractionPower，SouthwestJiaotongUniversity，ChengduSichuan610031，China) Abstract：Throughthefieldmeasurementsofrailcorrugationoccurredonahigh-speedline，athree—dimensionalhigh— speedtransientwheel—railrollingcontactmodelwasestablishedbyusingtheexplicitfiniteelementmethod(FEM)toin- vestigatethehigh—speed (300km／h)wheel—railrollingbehavioroncorrugatedrails．Solidelementswereemployedto meshthewheelsetandrailtotakeintoaccounttheiractualgeometries，thenormalandtangentialcontactsolutionswasob— tainbysolvingthetransientrollingcontactinthetimedomainindirectionsoftangentandnormalbetweenwheelandraft． Meanwhile，importantcomponentsofthevehicleandrailsystemswereconsideredproperly．Thewheel—railrollingcontact resultsonasmoothrailshow thatthesteadywheel—railrollingcontactonrailscanbeobtainedbythemodel，whichbuilds abasisforstudiesintotransientrollingcontactonirregularitieslikecorrugation．The