鋼軌損傷行為的研究.pdf

1、鋼軌作為鐵路運輸?shù)闹匾M成部件，隨著高速和重載鐵路的快速發(fā)展，對鋼軌的性能也提出了越來越高的要求。鋼軌的損傷形式主要有疲勞、磨耗及剝離，若鋼軌出現(xiàn)這些損傷形式后，得不到及時處理，就會對列車的行車安全造成很大的影響，嚴重時還可能造成鋼軌的斷裂。因此，研究鋼軌的損傷行為，可以更清晰的了解鋼軌的損傷機理，減少鋼軌的維修費用，并保障列車的行車安全。
　　本文通過有限元軟件ANSYS，研究了鋼軌表面斜裂紋的裂紋擴展路徑。首先，介紹了最大周向

2、應力并證明了最大周向應力分析裂紋擴展路徑的適用性。然后，應用最大周向應力和等效應力強度因子斷裂準則分析計算輪軌接觸條件下斜裂紋的擴展路徑;研究了考慮次裂紋后主裂紋的擴展路徑;不同間距的多裂紋的擴展路徑;裂紋疲勞與磨耗的競爭機制。得到以下結(jié)論:
　　1、最大周向應力判斷輪軌接觸下斜裂紋的擴展路徑問題具有局限性，而采用等效應力強度因子斷裂準則能比較真實地模擬出斜裂紋的擴展路徑。
　　2、車輪純滾動和全滑動作用下，斜裂紋的擴展速率

3、都是在裂紋的擴展方向出現(xiàn)轉(zhuǎn)角（銳角變?yōu)殁g角）時達到最大。
　　3、考慮次裂紋后，主裂紋尖端的應力集中會得到釋放，而使等效應力強度因子減小;并且考慮次裂紋后，主裂紋和次裂紋擴展方向都基本不變。
　　4、裂紋不管是間隔0.5mm還是間隔1mm，第二條裂紋在擴展過程中都會產(chǎn)生分叉裂紋，最終兩條主裂紋相交，使鋼軌表面發(fā)生剝離掉塊。并且裂紋之間間距的大小對裂紋擴展速率有比較明顯的影響。
　　5、不管是單裂紋還是多裂紋，裂紋的擴展