CAJ | 학술논문

轮轨接触是高速列车运营安全中的关键问题,研究轮轨三维非线性静态接触应力及其影响因素是解决这些问题的关键.利用有限元分析软件ANSYS,建立三维轮轨有限元模型,轮轨之间建立面面接触单元,对TB锥形踏面和CHN60钢轨静态接触进行计算,分析轮重和材料模型因素对接触斑形状和面积的影响,并与Hertz理论解进行对比,进而分析平均接触应力、轮轨Mises应力的影响,再利用弹簧单元模拟弹性地基,考虑地基刚度因素对轮轨静态法向接触应力的影响.结果表明:轮轨接触斑面积和形状是轮轨接触应力的主要影响因素；轮轨接触斑形状与Hertz理论的椭圆接触斑存在差异,随着轮重增加,接触斑面积的差距逐渐越大,导致轮轨平均接触应力不同；弹性材料的接触斑面积小于弹塑性材料接触斑面积；轮轨接触不可避免的出现塑性变形；法向接触应力随着地基刚度减小而减小,但过小的地基刚度会增加地基变形,对列车长期运行不利.
륜궤접촉시고속열차운영안전중적관건문제,연구륜궤삼유비선성정태접촉응력급기영향인소시해결저사문제적관건.이용유한원분석연건ANSYS,건립삼유륜궤유한원모형,륜궤지간건립면면접촉단원,대TB추형답면화CHN60강궤정태접촉진행계산,분석륜중화재료모형인소대접촉반형상화면적적영향,병여Hertz이론해진행대비,진이분석평균접촉응력、륜궤Mises응력적영향,재이용탄황단원모의탄성지기,고필지기강도인소대륜궤정태법향접촉응력적영향.결과표명:륜궤접촉반면적화형상시륜궤접촉응력적주요영향인소；륜궤접촉반형상여Hertz이론적타원접촉반존재차이,수착륜중증가,접촉반면적적차거축점월대,도치륜궤평균접촉응력불동；탄성재료적접촉반면적소우탄소성재료접촉반면적；륜궤접촉불가피면적출현소성변형；법향접촉응력수착지기강도감소이감소,단과소적지기강도회증가지기변형,대열차장기운행불리.