钢轨表面疲劳裂纹扩展机制

来源期刊：钢铁2017年第4期

论文作者：刘杰

文章页码：67 - 71

关键词：轮轨接触;疲劳;裂纹;轴重;摩擦因数;ANSYS;

摘    要：针对轮轨接触疲劳问题,基于Hertz接触理论与库伦摩擦定律,建立含表面裂纹的轮轨接触疲劳计算模型,并对加载位置、轴重、摩擦因数等因素对裂纹扩展速率的影响进行研究。结果表明,轮轨滚动接触的表面裂纹为Ⅰ-Ⅱ型裂纹,且以Ⅱ型扩展为主,其最容易发生断裂的位置在接触斑边缘。轴重和摩擦力是影响轮轨接触疲劳的两个重要因素;随着轴重的增加,应力强度因子K_Ⅰ、K_Ⅱ均呈增加趋势,20 t相对于10 t分别增加359%和185%;随着摩擦因数的增加,应力强度因子K_Ⅰ、K_Ⅱ均呈增加趋势,0.3的摩擦因数相对于无摩擦分别增加了108.7%和119.3%,表明摩擦力的存在明显加剧了裂纹扩展速率。在钢轨涂油养护时,应优先选用固体润滑剂。