地铁线路曲线段磨耗状态下轮轨滚动接触有限元分析

来源：机械工程学报杂志2016年第12期北京时间：

作者：周素霞, 薛蕊, 张骞, 郑晓阳

单位：1. 北京建筑大学机电与车辆工程学院 北京 100044; 2. 北京交通大学机械与电子控制工程学院 北京 100044; 3. 北京北汽摩有限公司散热器厂 北京 101500

摘要：基于城市轨道交通曲线段不同磨耗程度的典型钢轨和车轮的实测型面,利用有限元分析软件ANSYS建立曲线段轮轨三维弹塑性接触有限元模型,对三种不同轮轨磨耗型面匹配工况下的地铁车辆的曲线通过性能以及轮轨接触应力进行计算分析,分析不同磨耗状态下车轮和钢轨接触时的接触应力和轮轨应力的分布状态,并研究其对钢轨磨耗的影响。发现钢轨使用初期,由于轮轨廓形不一致,轮轨间易出现应力集中,应力集中部位易出现磨损;随着钢轨侧磨的增加,轮轨接触状态逐渐由一点接触变为两点接触,且接触点的塑性变形部分和弹性部分的过渡区间易出现裂纹;两点接触状态下,外侧轨距角处接触面积及应力集中区域远大于钢轨侧面部分,轨距角易出现较大的接触压力,易加速钢轨磨耗与疲劳伤损的产生。

关键词：侧磨,地铁曲线,轮轨接触力,有限元分析；

基金资助：北京市教委2013年度科技计划资助项目(KM201310016017)