中文摘要：

热损伤是高速重载铁路轮轨主要失效形式之一，轮轨接触热力耦合分析是研究轮轨热损伤的基础。本项目首次建立了具有强非线性的轮轨接触热力耦合计算模型，模型中考虑温度场与应力场间耦合影响；轮轨接触热流耦合影响；轮轨接触区之外自由表面与环境之间的热对流与热辐射影响；材料热物理性能和力学性能随温度变化的影响；考虑摩擦热在轮轨接触斑法向、纵向和横向方向上的传导。分析了轮轨关键运行参数对轮轨接触温升和应力场的影响，探讨了轮轨摩擦热对轮轨滚动接触疲劳裂纹扩展特性的影响规律。研究结果表明，轮轨摩擦热是影响轮轨接触应力/应变分布的重要因素。热影响区主要在很薄的轮轨接触表层；分析轮轨滚滑接触热响应时有必要考虑轮轨间弹性蠕滑率的影响；热载荷在轮轨接触表层产生的周向和轴向残余应力表现为拉应力，其易导致轮轨滚动接触表面裂纹。轮轨接触计算模型中取裂纹数为5条或7条可以反映轮轨接触表面存在多裂纹相互作用时的裂纹扩展特性。项目建立的计算模型为高速重载铁路轮轨热损伤防治提供理论基础。已发表相关论文15篇，参加国际会议口头报告7人次。