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高速列车钢轨硌伤致损机理有限元分析

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钢轨长时间暴露在自然环境中,经常受到硬物撞击,表面出现不同形状的硌伤,在局部区域出现应力集中,影响钢轨应力分布,严重时引发轮轨滚动接触疲劳,威胁铁路的行车安全.利用有限元软件ABAQUS建立含不同尺寸初始硌伤形状的钢轨模型,研究硌伤对钢轨残余应力、塑性应变累积和裂纹扩展的影响.结果表明,硌伤坑边缘隆起,出现拉应力状态,残余应力呈环形分布,最大等效塑性应变总是出现在硌伤坑底部;循环载荷作用下,塑性应变累积的速率较小,沿加载方向的硌伤坑形貌明显变宽;在不同初始裂纹方向下,轨头的裂纹扩展可分为沿坑壁横向扩展、沿深度纵向扩展、横向和纵向混合扩展3类;对于圆锥形、球形、楔形硌伤,60.初始裂纹扩展速率最快;3种硌伤形貌中,圆锥形硌伤最危险.
Finite Element Analysis on Damage Mechanism of Rail Indentations of High-Speed Train

刘佳璐、阚前华、汪渊、赵吉中、徐祥

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西南交通大学牵引动力国家重点实验室,成都610031

攀钢集团攀枝花钢铁研究院,四川攀枝花617000

钢轨硌伤 循环塑性应变累积 裂纹扩展 扩展有限元法

国家自然科学基金面上项目国家自然科学基金高铁联合基金

12072295U1734207

2021

10.11863/j.suse.2021.02.08

四川轻化工大学学报(自然科学版)

四川轻化工大学学报(自然科学版)

ISSN：
年,卷(期)：2021.34(2)
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