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1、JournalofMechanicalStrength2002,24(2):250~257机械强度轮轨滚动接触疲劳现象分析OVERVIEWOFPHENOMENAOFROLLINGCONTACTFATIGUEOFWHEEL/RAIL金学松张继业温泽峰李芾(西南交通大学牵引动力国家重点实验室,成都610031)JINXuesongZHANGJiyeWENZefengLIFu(NationalTractionPowerLaboratory,SouthwestJiaotongUniversity,Chengdu610031,China)摘要论述轮轨滚动接触疲劳破坏的几种典型现象,定性地分析
2、它们的起因和发展过程。介绍我国部分铁路现场轮轨接解表面的疲劳破坏调查情况,给出由非赫兹滚动接触理论分析计算的我国铁路轮轨接触表面作用力分布情况。计算结果表明我国铁路轮轨接触表面疲劳现象如此严重的主要原因之一是轮轨型面不配匹和轨底坡设置不合理。并论述该领域今后的进一步研究方向。关键词机车车辆轮轨塑性变形滚动接触疲劳中图分类号U213.42U260.111O343.3O39:TB12AbstractThetypicalphenomenaofrollingcontactfatigueofwheelandrailsystemaredescribed,andtheircausesandevo
3、lutionsarequalitativelyanalyzedaccordingtotheformationandlocationofthemonwheel/rail.TheinvestigationontherollingcontactfatigueoccurringinsomerailwaylinesinChinaisintroduced,andnumericalresultsregardingtheinteractionofwheel/railsystemsinChinaisgiven.Thenumericalresultswereobtainedbycalculationw
4、ithNon-hertziantheoryofthree-dimensionalrollingcontact.Theyshowthatthemaincausesofseriousrollingcontactfatigueofthewheel/railsystemsarenon-reasonableprofilesofwheel/railandcantangleofrailinChina.Alsothefurtherresearchesinthefieldinthefutureareindicated.KeywordsLocomotive;Railwayvehicle;Wheel/r
5、ail;Plasticdeformation;RollingcontactfatigueCorrespondent:JINXuesong,E-mail:xuesongjin@263.net,Fax:+86-28-7600868TheprojectsupportedbytheNationalNaturalScienceFoundationofChina(No.59935100)andtheFoundationforUniversityKeyTeacherbytheMinistryofEducation.Manuscriptreceived20010115,inrevisedform2
6、0010315.使我国铁路运输的成本居高不下。另外轮轨滚动接触1引言过程中引起的疲劳现象往往引起轮轨突发性的断裂破[5,6]尽管全世界公路和航空运输业发展迅速,但铁路坏,酿成列车脱轨事故。因此,研究和解决轮轨滚运输由于其特有的优越性而不会被代替。尤其是高速动接触疲劳问题,对降低铁路运输成本和保障行车安重载铁路的迅猛发展,铁路在运输行业中起了越来越全是十分重要的。本文论述轮轨滚动接触疲劳破坏的重要的作用。铁路工业中一直难以解决的技术问题是几种典型现象,定性地分析这些破坏现象的起因和发轮轨滚动接触疲劳问题,人们采取了各种方法与措施展过程。介绍我国部分铁路现场轮轨接触表面的疲劳来阻止和减
7、少它,如发展轮轨新材料,优化轮轨型面匹破坏调查情况,作为从理论、数值和试验方面全面深入配,以减少轮轨接触应力和改善轨道与车辆结构性能地开展这方面研究的依据,并论述该领域今后的进一[1,2]来减少轮轨之间的动力作用等,但效果不显著。步研究方向。随着铁路客货运量的增大和列车速度的提高,轮轨滚2轮轨滚动接触疲劳破坏现象和原因动接触疲劳破坏变得越来越严重,尤其是高速重载线路,情况十分严重;它不仅大大增加了铁路的运营成列车运行时轮对和轨道之间的作用行为较为复本,而且直接危害行车