钢轨焊接接头不平顺演变条件下的轮轨接触分析

作     者：陈嵘 孙耀亮 安博洋 王平 阚前华 CHEN Rong;SUN Yaoliang;AN Boyang;WANG Ping;KAN Qianhua

作者机构：西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室成都610031 西南交通大学土木工程学院成都610031 西南交通大学力学与航空航天学院成都610031 

基　　金：国家自然科学基金项目(52108418,U1934214) 中央高校基本科研业务费理工科科技创新项目(2682021CX016) 中铁二院工程集团有限责任公司科研项目(R110120H01293) 

出 版 物：《铁道标准设计》 (Railway Standard Design)

年 卷 期：2023年第67卷第2期

页      码：37-42页

摘      要：钢轨焊接接头处容易出现短波几何不平顺,严重制约着钢轨的服役寿命并影响行车安全。为研究钢轨焊接接头几何不平顺演变对轮轨接触行为的影响,首先,基于有限元方法建立三维轮轨滚动接触模型,分析我国某线路实测钢轨焊接接头几何不平顺处的轮轨动态响应;随后,建立局部钢轨有限元模型,通过引入钢轨材料的循环本构模型,研究循环荷载作用下钢轨接头处的应力-应变响应。研究表明:(1)随着钢轨焊接接头几何不平顺的演变,轮轨接触力和接触应力逐渐增大,其变化率也随之提高;(2)考虑列车牵引工况时,在轮轨切向力的作用下,钢轨焊接接头处的材料响应在其几何不平顺演变过程中均处于棘轮效应状态,尤其是几何不平顺演变中后期,循环积累的应变显著增加,累积应变变化率由之前的22.4%增长到53.2%,即加快了钢轨的劣化;(3)若不考虑列车牵引或制动操作时的作用力,材料响应则为塑性安定。

主 题 词：钢轨焊接接头 几何不平顺 轮轨接触 有限元方法 棘轮效应 

学科分类：08[工学] 0814[工学-地质类] 082301[082301] 0823[工学-农业工程类] 

D　O　I：10.13238/j.issn.1004-2954.202201190001

馆 藏 号：203118266...