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1、第45卷第8期中南大学学报(自然科学版)Vol.45No.82014年8月JournalofCentralSouthUniversity(ScienceandTechnology)Aug.2014地铁道岔轨顶坡对尖轨磨耗的影响徐井芒，王平，曾晓辉，肖杰灵(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)摘要：针对地铁道岔磨耗严重及使用寿命短等问题，利用有限元方法建立道岔区三维弹塑性轮轨接触计算模型，通过计算尖轨接触应力、接触斑面积及内部应力等，分析轨顶坡对尖轨磨耗的影响。模型中车轮型面采用实测磨耗状态LM型车轮型面。研究结果表明：
2、设置轨顶坡时，尖轨接触应力及内部应力均比不设置轨顶坡的小；以尖轨顶宽35.5mm断面为例，当轨顶坡从1/40增大到1/20时，其接触应力最大值从904.267MPa减小至686.266MPa，VonMises应力最大值从552.123MPa降低至493.755MPa，状态由塑性变形转变为弹性变形，有利于减小尖轨磨耗；增大尖轨断面顶面宽度可以提高其受力状态，延长道岔使用寿命；综合考虑尖轨受力状态，1/20轨顶坡优于其他轨顶坡。关键词：尖轨磨耗；有限元法；轨顶坡；接触应力；VonMises应力；弹塑性中图分类号：U213.2文献标志码：A文章编号：1672
3、−7207(2014)08−2899−06EffectofrailtopslopeonsubwayswitchrailwearXUJingmang,WANGPing,ZENGXiaohui,XIAOJieling(KeyLaboratoryofHigh-speedRailwayEngineering,MinistryofEducation,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031,China)Abstract:Inviewofexistingstatesofsubwayswitch’sseriouswearan
4、dshortservicelife,athree-dimensionalelastic-plasticmodelofwheel-railcontactinturnoutzonewasestablishedbythefiniteelementmethodtoanalyzetheeffectofrailtopslopeonswitchrailwearbycalculatingcontactstresses,contactplaqueareasandinternalstressesofswitchrail.Inthemodel,themeasuredwear
5、profileofLMtypewasadoptedforthewheelprofile.Theresultsshowthatwhentherailtopslopeisset,thestressesandinternalstressesofswitchrailaresmall.Takingthesectionasanexamplewhosetopwidthsizeis35.5mm,whentherailtopslopeincreasesfrom1/40to1/20,themaximumcontactstressdecreasesfrom904.267MP
6、ato686.266MPa,andthemaximumVonMisesstressdecreasesfrom552.123MPato493.755MPa,whosestatusconvertsfromtheplasticdeformationstagetotheelasticdeformationstage,andthiswillcausethedecreaseofthewear.Theincreaseofswitchrail’stopwidthcanimprovethestressstateandincreaseservicelife,andther
7、ailtopslope1/20issuperiortoothersoncomprehensiveconsiderationoftheswitchrail’sstressstate.Keywords:switchrailwear;finiteelementmethod;railtopslope;contactstress;VonMisesstress;elastic-plasticity[1]道岔是机车车辆实现转向的重要线路设备，是决提高轮轨疲劳寿命与保证行车安全具有重要意义。定行车速度和安全的主要因素。道岔结构复杂，不仅轮轨几何条件是影响磨损和疲劳的重
8、要因素之一，合体现于其轨线布置和走行线路转换，而且在于其多变理设置轮轨几何参数，可以在一定程度
