同济大学学报(自然科学版)

作者：魏子龙，刘丙强，杨飞，周宇，李连东，黎国清

单位：1.中国铁道科学研究院集团有限公司 基础设施检测研究所，北京 100081;2.中国国家铁路集团有限公司，北京 100844;3.同济大学 上海市轨道交通结构耐久与系统安全重点实验室，上海 201804

关键词：轮轨滚动接触,轨枕空吊,焊接不平顺,有砟轨道,显式有限元法

基金：中国铁道科学研究院集团有限公司科技研究开发计划（2020YJ063）

采用显式有限元法建立考虑有砟道床非线性支撑的三维轮轨瞬态滚动接触模型，于时域内再现轨枕空吊和钢轨焊接接头不平顺共同激扰下的轮轨滚动接触行为，研究了轨枕的空吊间隙和数量对焊接不平顺区轮轨瞬态相互作用的影响。结果表明：轨枕完全空吊会进一步加剧焊接不平顺区的轮轨冲击效应，进而加大了钢轨表层材料的屈服变形，且屈服程度随空吊轨枕数量的增长而增长；焊接接头处2根毗邻轨枕完全空吊条件下，法向轮轨力、瞬态接触应力、接触斑面积和von Mises等效应变等轮轨接触参数较无轨枕空吊时分别增长14.5%、4.2%、8.5%和6.7%，轨面垂向位移的增幅达到72.0%，而接触斑内黏着与滑移区比例的变化则相对较小；当焊接接头处1根轨枕的空吊间隙超过1.0 mm或2根毗邻轨枕的空吊间隙超过1.3 mm时，前述轮轨接触参数会随着轨枕空吊间隙增长而增长迅速，直至出现轨枕完全空吊现象。

来源：2021年第4期

《同济大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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