铁路车轮发生辋裂的夹杂物临界尺寸预测

摘要

本文提出了测定Ⅱ型裂纹应力强度因子门槛值的新方法,使用测定的门槛值和有限元仿真获得的正常工况和极限工况下轮辋中的应力分布,运用断裂力学方法预测了铁路车轮发生辋裂的夹杂物临界尺寸.结果表明:正常工况下引起辋裂的夹杂物尺寸很大,而极限工况下则较小;发生辋裂的夹杂物在轮辋中位置越深,其尺寸越大;在夹杂物体积一定的情况下,球形夹杂物最容易引起辋裂,当裂纹面长短半轴之比为2时,引起车轮发生辋裂的可能性最低;当长短半轴之比大于2后,随着长轴尺寸的增加,夹杂物引起辋裂的可能性变小.