机车车辆弹塑性接触应力场动力学仿真.pdfVIP

维普资讯 第29卷 第2期 电力机车与城轨车辆 Vo1．29 No．2 2006年3月20日 ElectticLocomotives MassTransitVehicles Mar．2Ot}I．2006 ·研究开发 · 机车车辆弹塑性接触应力场动力学仿真 贾志宁 ，齐效文 ，郝彩哲 (1．承德石油高等专科学校，河北 承德 067000；2．燕山大学，河北 秦皇岛 066004) 摘 要：钢轨的承载能力问题以及工况参数对轮轨关系的影响已受到越来越多的关注。文章考虑车轮和钢轨系统几 何形状及边界条件，利用有限元分析软件构建了轮轨系统滚动接触模型并进行了数值分析，得出了轮轨间接触状态和接 触内力的分布情况。研究结果表明所构建的模型和结论具有一定的合理性。 关键词；有限元 ；轮轨接触；应力场；数值分析 中图分类号：u2l1．5 文献标识码：A 文章编号；1672一l187(2006)02—0021-03 W heel／railelastic-plasticcontactstressfieldindynamic simulationofrollingstock JIAZhi—ning。QIXiao-wen，HAOCai-zhe (1．ChengdePetroleumCollege，Chengde067000，China；2，YanshanUniversity，Qinhuangdao066004，China) Abstract：IthasbeenpaidmoIeandmoreattentiontotheloadabilityofrailandtheeffectofcaseparameters，Inthepaper．the modelofrollingcontactofwheel／railisconstructed，takingintoaccountrealgeometryandboundary conditionsofwheel／railbyusing thecommercialized$oftwflleANSYS．Primarynumericalanalysesarecarriedoutaboutthecontactconditionofwheel／railandthe stressdistribution，Theresultsshowhtatthemodelofwheel／railandconclusions／Irereasonable． Keywords：finiteclement；contactofwheel／rail；stressfield：numericalanalyse 轮轨接触力学的发展促进了机车车辆的动力学理论 l 基本假设 的突破和技术的创新。传统研究无论是解析解还是数值 解，大多数建立在弹性半空间假设和赫兹接触理论基础 由于车轮受力、钢轨所受约束、轮轨的材料模型以及 上_1_，部分研究虽考虑钢轨真实几何形状和边界条件，用 车轮在钢轨上的运动极其复杂，故在本文计算中，作如下 有限元方法计算钢轨内部弹性应力场 ，把接触载荷假 假设 ： 设为一集中载荷或固定形状的接触斑，均未反映真实的 (1)轴和车轮中的轴承简化为滚动轴承，轴为刚性， 轮轨接触行为，仍局限于半空间假设基础上。而实际上， 轴上作用集中力。方向垂直向下，大小为轴载荷的一半； 轮轨滚动接触是一个非常复杂的过程，既是物理非线性， (2)根据圣维南原理，由于接触区很小 。在钢轨纵向 又是几何非线性，并且边界条件复杂。因此必须建