曹世豪
,
江晓禹
,
文良华
表面技术
目的 了解钢轨表面存在裂纹时的轮轨接触问题.方法 采用有限元分析软件ANSYS,获得不同裂纹位置的应力强度因子.结果 裂纹在接触斑边缘的位置时,应力强度因子KⅠ最大;随着轴重的增加,应力强度因子KⅠ增加,而应力强度因子KⅡ先增加,后减小;考虑摩擦力(μ=0.3)时,相对于无摩擦,KⅠ和KⅡ都明显增加,且KⅡ所占KⅠ的比例提高了15％.结论 车轮在钢轨上滚动时,轮轨间的轴重和摩擦力是影响钢轨疲劳的重要因素,轴重的提高会明显加剧钢轨疲劳,而摩擦力的影响建立在轴重的基础上,并使轴重的影响加剧.
关键词:
轮轨接触
,
轴重
,
摩擦力
,
裂纹
,
ANSYS
曹世豪
,
李煦
,
良华
,
江晓禹
表面技术
目的：研究钢轨表面裂纹的扩展方向。方法采用有限元分析软件ANSYS,在不同轴重和不同角度裂纹的工况下,获得不同裂纹位置的应力强度因子。结果裂纹在接触斑边缘的位置时,应力强度因子K最大。随着轴重的增加,应力强度因子KI 和KII均增大；随着裂纹角度的增加,KI 增加,而KII减小。当裂纹角度为60°时,其等效应力强度因子幅值△Kef最大。结论钢轨表面的裂纹在扩展初期,以斜裂纹为主,扩展角度趋向于60°。
关键词:
轮轨接触
,
裂纹
,
轴重
,
角度
,
ANSYS
李孝滔
,
李煦
,
曹世豪
,
文良华
,
江晓禹
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2015.11.012
目的 利用有限元软件ANSYS对车轮滚过裂纹过程进行分析,确定轮轨接触疲劳裂纹的扩展方向. 方法 基于最大周向应力判据,用概率统计的方法对车轮滚过裂纹过程中,不同角度初始裂纹可能的扩展角度进行分析. 车轮滚过裂纹过程中,用可能扩展角度的均值作为裂纹的扩展方向计算裂纹扩展路径. 结果 用概率坐标纸拟合出的相关系数均大于98 . 5%,说明裂纹可能的扩展角度符合威布尔分布的可能性超过98 . 5%. 当裂纹长度小于700 μm时,裂纹可能的扩展角度基本符合威布尔分布;当裂纹长度达到800 μm时,裂纹尖端的等效应力强度因子( Kef )出现4个峰值;当裂纹长度达到1200 μm时,第3个峰值载荷处裂纹尖端的Kef超过了材料的断裂韧性,此时裂纹会向行车相反的方向急剧地扩展.结论 对于不同角度初始裂纹,其扩展角度基本符合威布尔分布;整个裂纹路径的趋势与实验测得的裂纹路径有较好的一致性,车轮滚过裂纹过程中,用裂纹可能扩展角度的均值作为裂纹的扩展方向可行.
关键词:
轮轨接触
,
ANSYS
,
概率统计
,
最大周向应力判据
,
威布尔分布
,
裂纹扩展路径
刘杰
钢铁
doi:10.13228/j.boyuan.issn0449-749x.20160352
针对轮轨接触疲劳问题,基于Hertz接触理论与库伦摩擦定律,建立含表面裂纹的轮轨接触疲劳计算模型,并对加载位置、轴重、摩擦因数等因素对裂纹扩展速率的影响进行研究.结果表明,轮轨滚动接触的表面裂纹为I-II型裂纹,且以II型扩展为主,其最容易发生断裂的位置在接触斑边缘.轴重和摩擦力是影响轮轨接触疲劳的两个重要因素;随着轴重的增加,应力强度因子KI、KI均呈增加趋势,20 t相对于10 t分别增加359%和185%;随着摩擦因数的增加,应力强度因子KI、KI均呈增加趋势,0.3的摩擦因数相对于无摩擦分别增加了108.7%和119.3%,表明摩擦力的存在明显加剧了裂纹扩展速率.在钢轨涂油养护时,应优先选用固体润滑剂.
关键词:
轮轨接触
,
疲劳
,
裂纹
,
轴重
,
摩擦因数
,
ANSYS
