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题名材料层状非均匀条件下的轮轨二维滚动接触理论模型
被引量：1
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作者
陈帅
赵国堂
刘金朝
赵磊
王平
王衡禹
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机构
西南交通大学土木工程学院
中国国家铁路集团有限公司
中国铁道科学研究院集团有限公司基础设施检测研究所
中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所
西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室
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出处
《铁道学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2024年第12期96-103,共8页
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基金
国家自然科学基金(51775454)
四川省自然科学基金(2024NSFSC0946)
中央高校基本科研业务费(2682024CX024)。
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文摘
除有限元外,传统轮轨滚动接触理论计算模型均基于材料均匀假设,为研究材料性能在非均匀条件下的轮轨接触问题,提出一种计算效率高于有限元的二维轮轨滚动接触理论模型。通过接触力学理论和分层模型,结合Fourier变换技术,得到存在非均匀层的钢轨在法向作用力下的位移基本解;通过积分和叠加原理,得到钢轨表面存在非均匀层条件下的轮轨接触力;以存在脱碳层的钢轨为例,分析钢轨脱碳层对轮轨接触力的影响。结果表明:随着钢轨表面残留脱碳层厚度的增加,接触斑尺寸增大,轮轨法向和切向接触力降低。计算结果与Carter理论、有限元结果进行对比,验证本模型的有效性,为存在非均匀层条件下的轮轨接触提供一种除有限元方法外的高效率的数值算法。
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关键词
材料非均匀
分层模型
接触力学
轮轨滚动接触理论
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Keywords
non-uniformity of material
hierarchical model
contact mechanics
wheel-rail rolling contact theory
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分类号
U211.5
[交通运输工程—道路与铁道工程]
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题名钢轨铝热焊接接头性能的有限元分析
被引量：5
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作者
叶渊
潘文彬
杨韬
宋家旺
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机构
浙江工业大学机械工程学院
吉林大学超塑性与塑性研究所
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出处
《机电工程》
CAS
2013年第1期26-30,共5页
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文摘
钢轨铝热焊接接头是铁路无缝线路最薄弱的环节,为了研究焊接接头的性能,在钢轨铝热焊接过程数值模拟结果的基础上,采用基于Timoshenko梁的车辆-轨道耦合动力学方法,求解了带有焊接接头短波不平顺的轮轨接触参数,最后,基于Hertz接触理论,建立了轮轨接触弹塑性有限元模型,并对该模型进行了分析。研究结果表明:当轮轨处于纯滚动工况下,最大等效应力和等效塑性应变(PEEQ)均位于轨头表面以下约4.1 mm深度处,裂纹容易从此处萌生;当轮轨处于全滑动接触时,最大等效应力和PEEQ均移动到轨头表面,很可能造成焊接接头表面压溃、剥离甚至断裂;而纯滚动工况下,最大等效应力、PEEQ以及残余变形随着车速的增加而增加,随着接头焊缝中心与较近的轨枕中心的距离的减小而增大,随焊接接头热影响区(HAZ)宽度的增加没有明显变化。
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关键词
高速铁路
无缝线路
钢轨铝热焊接
接头性能
轮轨接触理论
有限元分析
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Keywords
high-speed railway
continuous welded rail （CWR）
rail thermite welding
joint performance
wheel/rail contact theory
finite element analysis
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分类号
U213.46
[交通运输工程—道路与铁道工程]
TH140.1
[一般工业技术—材料科学与工程]
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