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函数型摩擦系数对轮轨滚动接触行为的影响分析
  • ISSN号:1001-8360
  • 期刊名称:《铁道学报》
  • 时间:0
  • 分类:U211.5[交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:[1]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, [2]西南交通大学土木工程学院,四川成都610031, [3]石家庄铁道大学大型结构健康诊断与控制研究所,河北石家庄050043
  • 相关基金:国家自然科学基金(51425804,51378439,51608459); 中国铁路总公司科技研究开发计划(2015G006-C,2016G008-D)
中文摘要:

为研究函数型摩擦系数对轮轨滚动接触行为的影响,建立三维轮轨高速滚动接触有限元模型,针对钢轨表面平顺和存在波磨两种工况,通过与库伦摩擦模型的结果对比,详细分析函数型摩擦系数对轮轨力、黏滑分布和接触区域滚动接触应力等接触行为的影响,为进一步研究轮轨材料的损伤机制提供依据。研究发现:(1)无论钢轨表面平顺还是存在波磨,函数型摩擦系数均不会影响法向接触解;(2)函数型摩擦系数会显著影响切向应力的分布,进而影响von Mises等效应力的幅值;(3)基于安定理论,非稳态滚动条件下,相比库伦型摩擦系数,函数型摩擦系数使轮轨表面材料更易遭受疲劳破坏。

英文摘要:

In order to study the influence of slip-dependent friction on wheel/rail rolling contact behavior,a 3D finite element model for the high-speed wheel/rail rolling contact was developed.Based on the two cases of wheel/rail smoothness and rail corrugation,this paper investigated the differences of wheel/rail contact force,stick-slip distribution and rolling contact stress between coulomb friction and slip-dependent friction,which can establish a solid basis for further study on the damage mechanism of wheel/rail materials.Simulation results showed that(1)regardless of smooth rail surface or rail corrugation,the slip-dependent friction had no influence on normal contact solutions;(2)the slip-dependent friction can produce a significant effect on the distribution of tangential stress,furtheraffecting the amplitude of von Mises effective stress;(3)based on shakedown theory,the wheel/rail materials are easily subject to fatigue failure in slip-dependent friction under non-steady rolling contact,compared with coulomb friction.

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期刊信息
  • 《铁道学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科协
  • 主办单位:中国铁道学会
  • 主编:王德
  • 地址:北京复兴路10号中国铁道学会
  • 邮编:100844
  • 邮箱:tdxb@vip.163.com
  • 电话:010-51848021 51873116
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-8360
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2104/U
  • 邮发代号:2-308
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊,百种中国杰出学术期刊,中国科协第一、二届优秀学术期刊,入选学位与研究生教育中文重要期刊目录,中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17030