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基于热力耦合的钢轨接触疲劳裂纹扩展特性分析被引量：3: 2011年; 采用热弹塑性有限元法和裂纹尖端位移法,对轮轨全滑接触状态下的钢轨表面斜裂纹的扩展特性进行分析。热力耦合有限元模型中,考虑轮轨自由表面与环境热对流、裂纹表面间热传导和温度对材料参数的影响,通过移动边界条件模拟轮轨接触区的移动,计算轮轨摩擦因数、裂纹表面间的摩擦因数和裂纹角度对钢轨表面裂纹扩展特性的影响。计算结果表明:在热力耦合作用下,钢轨斜裂纹的剪切扩展模式占主导;裂纹尖端最大张开位移随轮轨摩擦因数和裂纹角度的增大而增大;减小轮轨摩擦因数、增大裂纹表面摩擦因数和小的裂纹角度,可限制钢轨表面斜裂纹的扩展。; 郭俊李伟温泽峰吴磊金学松; 关键词：轮轨摩擦热力耦合弹塑性分析有限元法

高速客车轮对动力学性能的比较被引量：32: 2008年; 为了比较不同车轮踏面及轮对内侧距对高速客车动力学性能的影响,首先采用改进轮轨接触几何关系算法分析了不同情况下的静态轮轨几何接触关系,然后通过车辆/轨道耦合动力学模型,对高速客车蛇行临界速度、运行平稳性和曲线通过性能进行了动态仿真计算。数值计算中,主要考察了LM、LMA、S1002和XP55等4种车轮踏面和轮对内侧距由1350 mm到1360 mm变化的情况。结果表明,车轮踏面形状和轮对内侧距对高速客车动力学性能有重要的影响,且LMA型车轮踏面与1353 mm的轮对内侧距匹配具有较好的动力学性能。要确定合适的车轮踏面和轮对内侧距,须从轮轨接触关系的变化出发,综合评估车辆动力学性能。; 肖广文肖新标温泽峰金学松; 关键词：高速客车车轮踏面轮对内侧距动力学

车轮滑动时钢轨热弹塑性有限元分析被引量：20: 2010年; 利用有限元分析软件ABAQUS建立轮轨接触热弹塑性平面应变热机耦合有限元模型。模型中,材料本构采用的是双线性塑性模型,考虑轮轨自由表面与环境的热对流的影响和温度对材料参数的影响,通过移动边界条件模拟轮轨接触区的移动。分析车轮滑动时不同摩擦因数和轴重对钢轨温度场和残余应力分布的影响。计算结果表明,钢轨表面最高接触温升发生在接触斑中心后半轴靠近边缘处,温升主要分布在接触表面大约1.6mm的深度范围,钢轨表层最大VonMises等效应力发生在离钢轨表面大约0.2mm的次表面;残余应力应变的影响主要在钢轨表面大约10mm范围内,在钢轨表面考虑热影响时残余应力比不考虑热影响的大;考虑热影响时钢轨表层的温度随摩擦因数和轴重的增大而增大,钢轨表层残余应力也随着摩擦因数的增大而增大,而轴重对钢轨表面残余应力影响不明显,而在次表层影响很大。; 李伟温泽峰吴磊金学松; 关键词：轮轨摩擦温升弹塑性分析有限元法

轨底坡对轮轨滚动接触行为的影响被引量：17: 2009年; 为了探讨轨底坡与轮轨滚动接触行为的内在联系,针对高速客运专线轮轨接触状况,即轮对踏面为LMA和钢轨为国产CN60,利用改进的三维接触几何程序、Kalker的三维弹性体非赫兹滚动接触理论及其CONTACT数值程序,分析比较轨底坡对轮轨接触几何参数、接触斑形状、接触斑滑动量、摩擦功、接触应力等的影响。通过分析计算可得,轨底坡对轮轨滚动接触行为有很大影响。尤其当轮对相对轨道横移在6mm～9mm范围内变化时,随着轨底坡从1/20到1/40的逐渐减小,轮对左右轮滚动半径差和等效锥度增大,这说明在1/40轨底坡下,轮对恢复对中的能力更好,更有利于曲线通过。1/40轨底坡对应的最大正压力、等效应力等较小,其对应的摩擦功较大。1/20轨底坡的情况刚好相反。综合考虑各种因素,对于LMA-CN60轮轨接触副,1/40轨底坡较1/20轨底坡的接触状态更好。数值结果为轨底坡的设计提供重要的参考依据。; 李霞温泽峰张剑金学松; 关键词：轮对轨底坡蠕滑力接触应力摩擦功

车轮滑动时钢轨热机耦合有限元分析被引量：12: 2009年; 利用有限元分析软件ABAQUS建立了轮轨接触热机耦合分析的热弹性平面应变有限元模型。模型中考虑温度对材料热物理参数的影响。分析了车轮滑动时不同摩擦因数和轴重对钢轨应力场分布的影响。结果表明,最大VonMises等效应力发生在接触斑后半轴靠近接触区的边缘处,轮轨摩擦热影响区主要分布在接触表面,并随深度的增加其影响越来越小;当温升较大时,热物理参数随温度变化的影响应予以考虑;钢轨表面应力随摩擦因数和轴重增大而增大。; 李伟温泽峰吴磊金学松; 关键词：轮轨摩擦应力有限元法

重载铁路车轮磨耗和滚动接触疲劳研究被引量：29: 2011年; 基于车辆动力学、非Hertz轮轨滚动接触理论和Archard磨损模型建立车轮磨耗预测模型。利用该模型和安定图对重载铁路车轮磨耗和滚动接触疲劳性能进行定性分析。在数值计算中,主要考察轴重为25 t和30 t货车的车轮硬度对车轮磨耗和滚动接触疲劳性能的影响。研究表明,轮轨间高应力水平的出现频次、车轮磨耗和疲劳破坏的几率随着轴重的增加而增大;随着硬度的增加,车轮磨耗和疲劳破坏现象得到改善。结合国外重载铁路轮轨匹配经验,建议轴重为30 t车轮的硬度大于340 HB。; 李霞温泽峰金学松; 关键词：重载铁路车轮轴重磨耗

滚滑接触下钢轨热力耦合分析被引量：7: 2010年; 采用热弹塑性有限元法,对滚滑接触状态下的钢轨进行热力耦合分析,计算钢轨接触区附近的温升和应力/应变,并分析蠕滑率对它们的影响。有限元模型中,考虑材料参数随温度的变化,通过在钢轨表面上移动边界条件来模拟车轮的移动。分析结果表明:热影响区主要在很薄的钢轨表层;钢轨表层温升和热应变均随着蠕滑率的增大而增大。热载荷在钢轨表层产生的周向和轴向残余应力表现为拉应力,其在蠕滑率小时有减小机械载荷产生的残余压应力作用;在蠕滑率较大时热响应对残余应力和残余应变影响明显,且当蠕滑率增大到一定值时,考虑热影响时热力耦合作用下的周向残余应力和轴向残余应力都表现为拉应力,而不考虑热影响时二者表现为压应力,随着蠕滑率的继续增大,考虑热影响时的残余应力和残余应变随之增大。; 李伟温泽峰吴磊金学松; 关键词：蠕滑率热力耦合温升有限元法

切向载荷对钢轨弹塑性滚动接触应力的影响分析被引量：4: 2010年; 利用建立的钢轨三维弹塑性滚动接触有限元模型,分析车辆通过曲线轨道时轮轨接触表面切向力对钢轨滚动接触应力和应变的影响。结果表明:钢轨材料的累积塑性变形、残余应力和残余应变都随切向力的增大而增大;纵向切向力与法向力之比大于0.3时其对塑性变形、残余应力和残余应变影响明显,钢轨的最大残余应力、最大等效塑性应变和剪应变均发生在钢轨接触表面,裂纹易萌生于接触表面,与现场观察结果相一致。; 郭俊温泽峰李伟金学松; 关键词：轮轨接触残余应力弹塑性

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四川省青年科技基金(08ZQ026-021)