重载铁路曲线钢轨抗疲劳裂纹型面设计与分析

摘要

根据重载铁路钢轨轨肩-轨距角疲劳裂纹的特征,基于三次插值样条曲线提出了钢轨型面设计方法.通过改变控制参数,设计了重载铁路小半径曲线75 kg/m外轨的抗疲劳裂纹型面,研究了控制参数的适用范围.仿真结果发现,三次插值样条曲线设计75 kg/m钢轨从轨顶中心到工作边轨距测量点之间的型面,当最大下降点左右侧型面下降方式分别为各控制点横坐标与最大下降位置之比的平方和开方形式、下降量0.4 ～1.1 mm、下降位置距离轨顶中心26 ～ 30 mm,可以使设计的型面提供较大的轮轨接触面积、较合理的接触应力和轮轨横向力.其中,在距离轨顶中心26mm处降低轨肩-轨距角型面轮廓,可以以0.8mm的型面下降量,得到约120 mm2的轮轨接触面积,接触点移动到距离轨顶中心约20 mm处.