关键词:
轮轨
滚动接触
接触应力
弹塑性
有限元
残余应力
安定性分析
变分原理
摘要:
该论文在轮轨接触力的研究方面,开展了以下工作:1.详细地研究了Kallker的\"完全理论\"和CONTACT程序.为了快速有效的计算,对CONTACT程序作了适当的修改,生成了CONT程序,从而减少了计算时的输入数据量.并用CONT程序系统、详细地计算了不同工况下接触几何参数、蠕滑率、接触斑形状、蠕滑力、摩擦功以及工况参数对它们的相互影响关系.这对于工程应用和理论研究均有重大的意义;2.研制了数据接口,首次将Kallker的\"完全理论\"和CONTACT程序与有限元方法相结合,考虑钢轨真实的几何形状和边界条件,形成了统一的轮轨滚动接触算法和软件CMEF,能够进行快速、有效的计算;3.分别用CONT程序和CMEF程序计算钢轨轨头内部的弹性接触应力场,讨论了Kallker的\"完全理论\"和CONTACT程序在计算表面下应力场方面的适用性和局限性.用CMEF程序详细地计算和分析了钢轨轨头内弹塑性接触应力的分布规律,并模拟计算了钢轨内夹杂物对轨头内弹塑性应力分布的影响.同时,详细研究了弹塑性接触应力场与钢轨材料参数的相互关系;4.对轨头内的残余应力状态也进行了细致的研究.并从理论上和数值计算两个方面对轮轨接触应力进行了安定性分析.