重载铁路钢轨磨耗演变过程的数值模拟

摘要：

建立重载铁路钢轨磨耗演变的数值仿真模型。基于UM 软件建立货车-轨道耦合动力模型，对减振楔块、心盘等细部构件精细建模，采用多点-面接触模型模拟部件间各种接触摩擦，并充分考虑部件间隙。基于Hertz理论及FASTSIM 算法进行轮轨接触计算；基于Specht材料磨损模型进行钢轨磨耗计算，根据磨损程度采用不同磨耗系数。针对各种车型和通过速度，开展多工况计算并设置权重因子，模拟线路实际行车条件。为提高数值计算稳定性，基于累积磨耗深度更新钢轨型面；基于磨耗演变模型研究重载铁路不同地段钢轨磨耗的发展规律。结果表明：曲线地段钢轨磨耗比直线地段严重；曲线外轨侧磨明显，内轨磨耗相对较轻，主要分布在轨头中部，外轨磨耗大于内轨；圆曲线地段外轨磨耗强于缓和曲线地段，而内轨磨耗弱于缓和曲线地段；直线地段左右钢轨磨耗相差不大，均主要分布在轨头中部。

关键词：重载铁路、钢轨磨耗演变、车辆-轨道耦合动力学、轮轨滚动接触、数值模拟

分类号：U213.42(铁路线路工程)

资助基金：国家自然科学基金U1234211；中国神华能源股份有限公司科技创新项目SHGF-11-32；中央高校基本科研业务费专项资金2012JBZ011

在线出版日期：2014-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共6页

页码：70-75