磨耗车轮与曲线钢轨接触关系

摘要

利用轮轨型面测量仪测量了SS4机车JM3型磨耗车轮型面和小半径曲线钢轨型面,采用样条曲线拟合方法获得了车轮几何型面,选取5种不同磨耗程度的车轮型面,建立了三维轮轨接触有限元模型,计算了轮轨接触斑面积和接触应力。计算结果表明:Ⅰ型车轮与磨耗钢轨接触时,接触斑面积最小,仅为183 mm2,Von Mises应力最大值为1 459 MPa,应力主要集中在轮缘根部;Ⅱ型车轮与磨耗钢轨接触时,接触斑面积为294 mm2;Ⅲ型车轮与磨耗钢轨接触时,接触斑面积明显增大,Von Mises应力最大值为1 137 MPa,应力分布比较均匀,轮缘磨耗减缓;Ⅳ型车轮与磨耗钢轨接触时,Von Mises应力最大值为890 MPa;Ⅴ型车轮与磨耗钢轨接触时,Von Mises应力最大值为953 MPa,但轮缘磨耗已到极限。