基于Cowper-Symonds本构模型铁路车轮扁疤激发的轮轨冲击仿真分析

作     者：韩亮亮 敬霖 赵隆茂 HAN Liang-Liang;JING Lin;ZHAO Long-Mao

作者机构：西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031 太原理工大学应用力学与生物医学工程研究所山西太原030024 

基　　金：国家自然科学基金(51475392 11772275) 西南交通大学引进人才科研启动项目(2682015RC09) 牵引动力国家重点实验室自主研究课题(2015TPL_T02) 

出 版 物：《高压物理学报》 (Chinese Journal of High Pressure Physics)

年 卷 期：2017年第31卷第6期

页      码：785-793页

摘      要：轮轨关系是高速铁路工程领域最重要的研究课题之一,车轮扁疤作为一种主要的轮轨失效形式,严重影响了高速列车运行的平稳性和安全性。利用Hypermesh软件建立了带有扁疤的三维轮轨滚动接触模型,并基于轮、轨钢Cowper-Symonds本构模型,采用LS-DYNA3D显式算法进行了相应的有限元仿真分析,重点研究了车速、扁疤长度和轴重对轮轨冲击响应的影响。仿真结果表明:车轮扁疤缺陷引起的最大轮轨垂向冲击力显著大于相应的准静态垂向载荷,最大von Mises等效应力和最大等效塑性应变通常发生在轮轨接触表面;轮、轨钢的应变率效应对轮轨垂向冲击力没有影响,但由于应变率的强化效应,与不计应变率效应的结果相比,基于Cowper-Symonds模型得到的最大von Mises等效应力明显增大,而最大等效塑性应变略有降低;车速、扁疤长度和轴重对轮轨冲击响应均有显著的影响。研究结果可为轮轨系统的安全性设计与评估提供技术支持。

主 题 词：轮轨冲击 高速铁路 车轮扁疤 Cowper-Symonds模型 有限元仿真 

学科分类：08[工学] 0805[工学-能源动力学] 0814[工学-地质类] 0702[理学-物理学类] 080102[080102] 0801[工学-力学类] 082301[082301] 0823[工学-农业工程类] 

核心收录：

D　O　I：10.11858/gywlxb.2017.06.014

馆 藏 号：203279587...