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基于热力耦合的钢轨接触疲劳裂纹扩展特性分析
  • ISSN号:1001-9669
  • 期刊名称:机械强度
  • 时间:0
  • 页码:363-363
  • 语言:中文
  • 分类:TH117.2[机械工程—机械设计及理论]
  • 作者机构:[1]西南交通大学牵引动力国家重点实验室,成都610031
  • 相关基金:国家自然科学基金(50705078); 新世纪优秀人才支持计划(NCET-08-0824); 霍英东教育基金会青年教师基金(114028); 四川省青年科技基金(08ZQ026-021)资助项目~~
  • 相关项目:高速重载铁路轮轨接触热力耦合分析
中文摘要:

采用热弹塑性有限元法和裂纹尖端位移法,对轮轨全滑接触状态下的钢轨表面斜裂纹的扩展特性进行分析。热力耦合有限元模型中,考虑轮轨自由表面与环境热对流、裂纹表面间热传导和温度对材料参数的影响,通过移动边界条件模拟轮轨接触区的移动,计算轮轨摩擦因数、裂纹表面间的摩擦因数和裂纹角度对钢轨表面裂纹扩展特性的影响。计算结果表明:在热力耦合作用下,钢轨斜裂纹的剪切扩展模式占主导;裂纹尖端最大张开位移随轮轨摩擦因数和裂纹角度的增大而增大;减小轮轨摩擦因数、增大裂纹表面摩擦因数和小的裂纹角度,可限制钢轨表面斜裂纹的扩展。

英文摘要:

An oblique surface crack growth behavior in rail under wheel-rail full slip contact loading and frictional heating is analyzed by the thermo-elasto-plastic finite element method and crack tip displacement method.In the present thermo-mechanical coupling finite element model,the heat-convection between the rail and ambient,heat transfer between the crack surfaces,and temperature-dependent material properties are taken into consideration.The wheel-rail rolling contact is simulated by moving boundary conditions.The effects of the frictional coefficients of wheel-rail contact and crack surfaces and the crack angle on crack growth behavior are investigated.The results reveal that the shearing mode crack growth for the thermo-mechanical case is more likely to occur.The maximum crack tip opening displacement increases with increasing the wheel-rail friction coefficient and the crack angle.Reducing the wheel-rail contact surface frictional coefficient,avoiding the small crack-face frictional coefficient and the small angle of crack can delay the rail surface crack growth.

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期刊信息
  • 《机械强度》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国机械工业联合会
  • 主办单位:中国机械工程学会 郑州机械研究所
  • 主编:王长路
  • 地址:郑州市嵩山南路81号
  • 邮编:450052
  • 邮箱:jxqd@chinajournal.net.cn
  • 电话:0371-67710821
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-9669
  • 国内统一刊号:ISSN:41-1134/TH
  • 邮发代号:36-76
  • 获奖情况:
  • 2002年12月获河南省第五届优秀科技期刊二等奖,1999年6月获国家机械工业局机械行业优秀科技期刊...,1999年2月获河南省第三届优秀科技期刊二等奖
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,美国应用力学评论,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:11980