典型钢轨波磨病害下高速轮轨瞬态滚动接触及磨损行为分析

作     者：丁旺才 马帅 靳忠渊 李得洋 吴少培 李国芳 DING Wangcai;MA Shuai;JIN Zhongyuan;LI Deyang;WU Shaopei;LI Guofang

作者机构：兰州交通大学机电工程学院兰州730070 西安交通工程学院机械与电气工程学院西安710300 中国铁路太原局集团有限公司太原车辆段太原030000 

基　　金：国家自然科学基金(12162020,12262017) 甘肃省科技计划项目联合科研基金(24JRRA854) 中央引导地方科技发展资金项目(24ZYQA044) 兰州交通大学重点研发项目(ZDYF2302) 

出 版 物：《振动与冲击》 (Journal of Vibration and Shock)

年 卷 期：2025年第44卷第5期

页      码：67-79页

摘      要：以典型钢轨波磨病害为研究对象,构建了考虑轨下结构及轮轨弹塑性接触的三维轮轨瞬态滚动接触有限元模型,采用基于有限元模型的三维磨损分布计算方法,研究了匀速和牵引状态下轮轨接触特性及钢轨磨损行为的差异,以及牵引状态下不同病害参数钢轨波磨对轮轨接触特性及磨损的影响规律。结果表明,牵引状态下轮轨纵向力受固有刚度不平顺影响更显著,波磨对相对滑移的影响与纵向力有关,且需在固有刚度不平顺影响基础上叠加,叠加效果与波磨波长和谷深有关。在波磨谷深限值内,当波磨波长较短或谷深较大时,纵向力会出现与波磨几何相似的振型,导致相对滑移分布与波磨几何相关,接触压力变化进一步影响磨损深度,使波峰附近磨损增加,波谷附近磨损减少,波磨进一步发展。由于磨损增量相位与波磨几何相位差较小,钢轨波磨有减缓趋势,波磨在较大波长及谷深下减缓较快。研究结论以期为高速轮轨波磨区段钢轨维护策略提供理论参考。

主 题 词：高速铁路 钢轨波磨 瞬态动力学 有限元分析 磨损分析 轮轨接触特性 

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

核心收录：

D　O　I：10.13465/j.cnki.jvs.2025.05.008

馆 藏 号：203157156...