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钢轨踏面斜裂纹扩展寿命的预测

刘亮 , 王文健 , 郭俊 , 刘启跃

机械工程材料

利用断裂力学理论建立了钢轨踏面斜裂纹扩展寿命预测模型;以CRH2型动车组为研究对象,计算了轮轨接触时钢轨内部的应力分布,然后利用预测模型估算了钢轨踏面斜裂纹的扩展寿命,并分析了摩擦因数、裂纹倾斜角、钢轨磨损率等因素对钢轨踏面斜裂纹扩展寿命的影响。结果表明:倾斜角在30°~40°时,斜裂纹扩展寿命随摩擦因数的增大而降低;裂纹倾斜角增加到50°~60°时,斜裂纹扩展寿命先增加后减小;随裂纹倾斜角的增大,斜裂纹扩展寿命先增后减;斜裂纹扩展寿命随磨损率增大先缓慢增加,当磨损率达到一定值后急剧增加;实际使用数据间接证明了模型预测的准确性。

关键词: 斜裂纹 , 滚动接触 , 钢轨 , 裂纹扩展寿命

橡胶复合材料结构非线性有限元分析

危银涛 , 杜星文 , 王友善 , 吴宝国

复合材料学报 doi:10.3321/j.issn:1000-3851.1998.04.016

用非线性有限元法对一种典型的橡胶复合材料结构--轮胎的力学性能进行了分析.给出了轮胎滚动边界值问题的数学描述和有限元列式及相应的求解策略.取旋转刚体构形为参考构形,得到消去时间变量的惯性场和控制方程.用增量约束方法处理轮胎滚动接触问题可以达到收敛快、精度高.研究了滚动参数对轮胎总体和局部变形和受力的影响.计算结果与已有数据和试验相吻合,对轮胎设计和汽车动力学有指导意义.

关键词: 橡胶复合材料 , 轮胎 , 滚动接触 , 约束增量 , 非线性有限元

高转速、不同法向载荷条件下车轮与钢轨间的滚动摩擦磨损及损伤行为

黄洁 , 周琰 , 彭金方 , 蔡振兵 , 金学松 , 朱旻昊

机械工程材料 doi:10.11973/jxgccl201606019

利用滚动接触疲劳试验机研究了高转速不同法向载荷(2000,5000,8000 N)条件下,车轮与钢轨(以下简称轮、轨)试样间的滚动摩擦磨损和损伤行为。结果表明:随着法向载荷增大,轮、轨试样间滚动摩擦稳定阶段的摩擦因数以及轮、轨试样的磨损量、塑性变形层厚度均逐渐增大;在相同的试验条件下,轮试样的磨损量大于轨试样的磨损量;轮、轨试样的表面损伤皆表现为典型的滚动接触疲劳特征,并且轮试样的疲劳损伤更严重,表面更易萌生裂纹。

关键词: 法向载荷 , 车轮 , 钢轨 , 滚动接触 , 摩擦磨损 , 疲劳损伤

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