同济大学学报(自然科学版)

作者：程中宁，周宇，李骏鹏，黄旭炜

单位：1.同济大学 道路与交通工程教育部重点实验室，上海 201804;2.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;3.上海市隧道工程轨道交通设计研究院，上海 200235

关键词：铁路,钢轨,剥离掉块,裂纹扩展,近场动力学

基金：国家自然科学基金（51878661）；上海市科委项目（20dz1203100）；中央高校基本科研业务费专项资金（2022-5-ZD-04）

建立了态基近场动力学钢轨表面滚动接触疲劳裂纹扩展模型，研究钢轨疲劳裂纹的扩展以及由此引起的轨面剥离掉块形成过程。结果表明，轨面单裂纹或裂纹间距>1.5 mm情况下，随着通过总重的累积，裂纹扩展的路径逐渐转向钢轨内部，且扩展速率随着通过总重累积和裂纹长度的增加逐渐降低；轨面多裂纹情况下，通过总重增量低于8.8 Mt时，裂纹在荷载作用下主要发生沿长度方向扩展。通过总重增量超过8.8 Mt后，裂纹之间的次生损伤形成；而且，这种情况在轨面多条裂纹间距≤1.5 mm时较为显著，裂纹间距>1.5 mm时，裂纹间的相互影响减小；轨面多条裂纹同时存在且裂纹间距≤1.5 mm时，通过总重增量达到一定程度（>10.0 Mt），裂纹间的次生损伤形成剥离掉块，剥离掉块深度约为裂纹深度的1/2以上。

来源：2023年第6期

《同济大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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