缩尺车轮-环轨滚动接触与磨耗特性仿真分析

作     者：罗易飞 胡彬 赵鑫 温泽峰 LUO Yifei;HU Bin;ZHAO Xin;WEN Zefeng

作者机构：西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031 

出 版 物：《浙江大学学报（工学版）》 (Journal of Zhejiang University：Engineering Science)

年 卷 期：2024年第58卷第6期

页      面：1275-1284页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(52027807) 四川省国际科技创新合作资助项目(2021YFH0006) 牵引动力国家重点实验室自主课题资助项目(2020TPL_T06) 

主　　题：缩尺车轮-环轨 显式有限元法 瞬态滚动接触 蠕滑 磨耗 

摘      要：为了研究缩尺车轮-环轨滚动接触与磨耗特性,基于轮轨滚动行为(WRRB)模拟试验台参数,利用ANSYS/LS-DYNA建立瞬态滚动接触有限元模型,集成弹性蠕滑率求解程序和Tγ磨耗模型,通过试验验证模型的正确性.重点分析轮轨力、蠕滑率、接触应力和钢轨磨耗深度,并考虑车轮驱动扭矩和速度的影响规律.结果表明:缩尺车轮-环轨结构的高频弹性振动造成轮轨垂向力波动;在比例载荷作用下,纵向动力学行为和钢轨磨耗深度变化趋势与服役轮轨一致;由于环轨的极小曲线半径,自由滚动工况下的横向蠕滑力/率、自旋蠕滑率、钢轨磨耗深度偏大,切向接触应力峰值出现在接触斑后沿两侧;车轮驱动扭矩和速度的影响规律可拟合为一组经验公式.研究可以为此类试验台的设计与应用工作提供理论依据.