基于ANSYS的轮轨滚动接触疲劳裂纹萌生研究

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第４期２０１３年４月
机械设计与制造
ＭａｃｈｉｎｅｒｙＤｅｓｉｇｎ＆Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｌ５３
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
基于ＡＮＳＹＳ的轮轨滚动接触疲劳裂纹萌生研究
胡军，赵运磊，陈珏
（天津科技大学机械工程学院，天津３００２２２）
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著，而接触剪切应力则随之增大，加快接触疲劳裂纹的萌生。
关键词：轮轨接触应力；疲劳裂纹；轴重；摩擦系数：有限元分析
中图分类号：ＴＨ１６；Ｕ２１１．５文献标识码：Ａ文章编号：１００１ — ３９９７（２０１３）０４ — ０１５３ — ０３
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ＨＵＪｕｎ．ＺＨＡＯＹＬＩＢ — ｌｅｉ。ＣＨＥＮＪｕｅ
摘
要：轴重和摩擦系数是影响列车轮轨滚动接触疲劳裂纹萌生的主要因素。以直径为８６０ｍｍ的ＬＭＡ型踏面轮对和
６０ｋ＃ｍ钢轨为例建立三维实体模型，采用有限元分析软件ＡＮＳＹＳ分析不同轴重和摩擦系数对最大接触法向应力、接触
剪切应力以及最大Ｍｉｓｅｓ应力的影响。分析结果表明：随着轴重的增加轮轨最大接触法向应力和最大Ｍｉｓｅｓ应力会逐渐增大，接触疲劳裂纹萌生的速度则随之增大。随着摩擦系数的的增加，最大接触法向应力和最大Ｍｉｓｅｓ应力的变化不显
ｆｏｒｍａｔｉｏｎｒａｔｅｆｔｏｈｅｃｏｎｔｃｔａ
ｅｃｒｃｋａｗｏｕｌｄｉｎｃｒｅｓｅａ．Ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅｓｅａｆｏｔｈｅｒｉｆｃｔｉｏｎｃｏｅｉｃｆｉｅｎｔ，ｔｈｅｃｈｎｇａｅｓｆｏｃｒｃｋａ．
ｔｒａｉｎｗｈｅｅｌ－ｒｉａｌｒｏｌｌｉｎｇ．ＴｈｅＬＭＡ－ｔｒｅａｄｗｈｅｅｌｆｏ８６０ｍｍｄｉａｍｅｔｅｒｎｄａ６０ｋＪｍｒａｉｌｗｅｒｅｔｏｏｋｆｏｒｅｘｍｐａｌｅｔｏｃｒｅａｔｅａｔｈｒｅｅ —
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＴｉａｎｊｉｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｔｉａｎｊｉｎ３００２２２，Ｃｈｉｎａ）