轮轨滚动接触疲劳裂纹扩展路径研究

摘要

基于近场动力学理论方法,通过建立轮轨滚动接触二维模型,研究轮轨滚动接触疲劳裂纹扩展情况.计算模型的研究焦点集中在裂纹的扩展路径,并定性地研究不同的参数,如初始裂纹角、初始裂纹长度和表面摩擦系数对裂纹扩展路径的影响.分析结果表明:小角度裂纹转向表面,表现出剥落趋势,而较大的初始角度裂纹继续向下扩展到钢轨内部,更易造成钢轨的整体断裂;长度1.5 mm和3 mm裂纹扩展的结果非常相似,即初始裂纹长度对实际裂纹路径影响相当小;对于摩擦系数较低的情况,与具有较高摩擦系数的情况相比,裂纹较早地转向表面.