三种非赫兹滚动接触模型的对比研究

作     者：王平 周佳仪 王攀杰 陈爽 安博洋 WANG Ping;ZHOU Jiayi;WANG Panjie;CHEN Shuang;AN Boyang

作者机构：西南交通大学高速铁路线路工程教育部重点实验室四川成都610031 西南交通大学土木工程学院四川成都610031 成都工业职业技术学院轨道交通学院四川成都610031 

出 版 物：《铁道学报》 (Journal of the China Railway Society)

年 卷 期：2022年第44卷第1期

页      面：39-47页

核心收录：

学科分类：082304[工学-载运工具运用工程] 08[工学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金(52108418,U1934214,U1734207) 中国中铁二院工程集团有限责任公司科研项目 

主　　题：接触力学 轮轨关系 非赫兹接触 快速接触模型 蠕滑力 

摘      要：在轮轨损伤计算中,为了提高轮轨滚动接触解的求解效率与精度,常采用简化的非赫兹滚动接触模型。然而,此类模型的精度及适用性仍未得到充分的验证。以我国高速铁路常见的两种标准车轮型面(LMA和S1002CN)与标准CHN60钢轨的匹配状态为例,采用三种典型的非赫兹滚动接触简化模型(KP、STRIPES和ANALYN)进行模拟,以CONTACT的结果作为参照,对比简化模型在预测具体轮轨接触斑形状、接触应力和黏滑分布等详细接触计算结果的准确性。采用统计的方法,使用UM动力学软件进行仿真输出接触参数,评估不同接触模型在实际车辆运行工况下的计算精度。计算结果表明:上述三种简化模型的计算精度在处理LMA-CHN60接触工况时最优。而S1002CN廓形存在明显的局部曲率突变,简化模型的计算精度在处理该种工况时较差。在三种模型中计算详细接触解时ANALYN模型精度最高;只计算接触参数时KP模型与ANALYN模型的结果差异不大,但KP模型的计算不依赖于局部曲率且效率更高。