高速鋼軌疲勞裂紋擴(kuò)展行為研究.pdf

1、隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，鐵路高速化的趨勢(shì)無(wú)法避免，而高速鐵路的發(fā)展使鋼軌的疲勞損傷變得越來(lái)越嚴(yán)重。因此對(duì)高速鐵路鋼軌疲勞裂紋擴(kuò)展行為的研究對(duì)保障高速鐵路的安全運(yùn)營(yíng)具有重要的意義。
　　本文分別采用了試驗(yàn)和數(shù)值模擬兩種方法，對(duì)高速鐵路鋼軌的疲勞裂紋擴(kuò)展行為進(jìn)行了研究：通過(guò)JD-1型輪軌試驗(yàn)機(jī)完成試驗(yàn)，利用ANSYS和LS-DYNA軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)值模擬。通過(guò)對(duì)試驗(yàn)和數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行分析，得到以下幾個(gè)結(jié)論：
　　1、在裂紋長(zhǎng)度和其他參

2、數(shù)相同的情況下，預(yù)制裂紋的寬度對(duì)裂紋擴(kuò)展有較大的影響，寬度較大的預(yù)制裂紋更容易萌生擴(kuò)展裂紋且擴(kuò)展速率要更快。而實(shí)際情況下，裂紋的寬度相對(duì)于其長(zhǎng)度而言要小很多，因此，為了盡可能的在實(shí)驗(yàn)室條件下模擬裂紋的擴(kuò)展情況，要盡可能的采用適當(dāng)?shù)募庸し椒ǎ迫挾缺M量小的預(yù)制裂紋，以貼近實(shí)際工況。同時(shí)，在對(duì)裂紋的擴(kuò)展行為進(jìn)行研究的過(guò)程中，尤其是進(jìn)行疲勞剩余壽命預(yù)測(cè)試驗(yàn)時(shí)，通過(guò)對(duì)寬度大于實(shí)際工況的裂紋進(jìn)行分析，能夠得到更加安全的計(jì)算結(jié)果。
　　2、

3、在預(yù)制裂紋尖端處存在應(yīng)力集中現(xiàn)象，而最大等效應(yīng)力應(yīng)變位于裂紋的尖端及其兩側(cè)，擴(kuò)展裂紋一般在預(yù)制裂紋尖端及其兩側(cè)附近萌生。裂紋擴(kuò)展的方向并不與原預(yù)制裂紋的方向完全一致，當(dāng)裂紋擴(kuò)展到一定程度后極易發(fā)生變向甚至分叉。
　　3、通過(guò)對(duì)裂紋擴(kuò)展仿真的結(jié)果進(jìn)行分析得知，雖然結(jié)構(gòu)及邊界條件完全對(duì)稱(chēng)，但無(wú)論是二維仿真還是三維仿真，其裂紋的擴(kuò)展方向都與原預(yù)制裂紋的方向不一致，而是呈一定的角度擴(kuò)展。尤其是在二維仿真過(guò)程中，計(jì)算得到關(guān)于原預(yù)制裂紋對(duì)稱(chēng)的