钢轨打磨对轨面疲劳裂纹扩展的影响

摘要

根据我国铁路运营现状,基于经典赫兹接触理论和Paris疲劳裂纹扩展理论,建立车轮荷载作用下钢轨疲劳裂纹扩展预测有限元数值分析模型,分别研究打磨深度、初始裂纹扩展角度、裂纹界面间摩擦系数等因素对钢轨打磨后轨面疲劳裂纹扩展的影响。结果表明,裂纹尖端复合强度因子和裂纹扩展速率随打磨深度的增加而减小,钢轨打磨对轨面疲劳裂纹扩展具有抑制作用;随初始裂纹扩展角度增加,钢轨打磨后的轨面裂纹尖端复合强度因子和裂纹扩展速率总体呈上升趋势;钢轨打磨后裂纹尖端复合强度因子和裂纹扩展速率随裂纹界面间摩擦系数增加而降低。研究的相关结论可为钢轨打磨管理及轨面疲劳裂纹控制提供有益参考。