随机因素作用下钢轨接触疲劳裂纹萌生寿命研究

发布时间：2023-02-10 20:52

　　随着我国重载铁路蓬勃发展,钢轨接触疲劳伤损问题日益严重,这增加了工务养护维修费用。钢轨滚动接触疲劳伤损是重载铁路钢轨主要伤损类型之一。钢轨滚动接触疲劳裂纹萌生扩展机理研究将为提出减缓滚动接触疲劳伤损提供理论依据。在实际情况中,钢轨接触疲劳裂纹萌生寿命会受到很多因素的影响,这些因素往往具有随机性,只有充分考虑因素的随机性,对钢轨接触疲劳裂纹萌生寿命的预测才会更加合理有效。文中考虑到了因素的随机性,对钢轨接触疲劳累积损伤进行了研究。首先,运用有限元理论,建立了三维轮轨接触有限元模型;利用十字正交试验方法,建立了轮轨接触位置、轮轨力、摩擦系数、温度应力、轨道横向刚度、轨道竖向刚度等六个参数试验方案,对影响钢轨接触疲劳裂纹萌生寿命的影响因素进行敏感性分析;研究认为:轮轨接触位置、轮轨力、摩擦系数对钢轨接触疲劳裂纹萌生寿命具有显著性影响。分析了轮轨接触位置和轮轨力对钢轨接触疲劳裂纹萌生寿命的影响;研究认为:当轮轨力一定、轮轨接触位置发生变化时,则钢轨接触疲劳裂纹萌生寿命主要受轮轨接触面积和接触斑形状的影响;当轮轨接触位置一定、轮轨力发生变化时,钢轨接触疲劳裂纹萌生寿命随轮轨力的变化与轮轨法向接触...

【文章页数】：79 页

【学位级别】：硕士

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摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 选题背景和意义
    1.2 钢轨接触疲劳裂纹萌生国内外研究现状
        1.2.1 国外研究现状
        1.2.2 国内研究现状
    1.3 研究内容及思路
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究思路
第二章 钢轨接触疲劳裂纹萌生寿命预测模型
    2.1 钢轨接触疲劳裂纹萌生准则
        2.1.1 疲劳裂纹萌生寿命定义
        2.1.2 疲劳裂纹萌生寿命预测流程
    2.2 轮轨三维有限元模型
        2.2.1 车轮与轨道结构模型
        2.2.2 轮轨接触模型
        2.2.3 材料模型
    2.3 钢轨接触疲劳裂纹萌生寿命预测
        2.3.1 损伤参量
        2.3.2 疲劳裂纹萌生寿命预测模型
        2.3.3 随机疲劳累积损伤理论
    2.4 本章小结
第三章 钢轨接触疲劳裂纹萌生寿命影响因素分析
    3.1 钢轨接触疲劳裂纹萌生寿命参数敏感性分析
        3.1.1 参数敏感性分析方法介绍
        3.1.2 正交设计结果分析方法
    3.2 钢轨接触疲劳裂纹萌生寿命影响参数正交设计
        3.2.1 正交试验设计
        3.2.2 正交设计结果分析
    3.3 本章小结
第四章 不同参数作用下钢轨接触疲劳裂纹萌生寿命分析
    4.1 轮轨接触位置对钢轨接触疲劳裂纹萌生寿命的影响
        4.1.1 不同轮轨接触位置处轮轨接触斑分析
        4.1.2 不同轮轨接触位置处轮轨接触力学特性分析
        4.1.3 不同轮轨接触位置时钢轨接触疲劳裂纹萌生寿命分析
    4.2 轮轨力对钢轨接触疲劳裂纹萌生寿命的影响
        4.2.1 不同轮轨力作用下轮轨接触斑分析
        4.2.2 不同轮轨力作用下轮轨接触力学特性分析
        4.2.3 不同轮轨力作用下钢轨接触疲劳裂纹萌生寿命分析
    4.3 本章小结
第五章 随机因素作用下钢轨接触疲劳裂纹萌生寿命预测
    5.1 随机参数作用下钢轨接触疲劳裂纹萌生寿命计算
        5.1.1 随机参数作用下钢轨接触疲劳裂纹萌生寿命计算方法
        5.1.2 随机参数组合及其概率
        5.1.3 随机参数作用下钢轨接触疲劳裂纹萌生寿命计算结果
    5.2 随机参数作用下钢轨接触疲劳裂纹萌生角度
        5.2.1 疲劳裂纹萌生角度
        5.2.2 轨头疲劳裂纹萌生角度
    5.3 随机参数作用下钢轨接触疲劳损伤沿轨头横向分布特征
        5.3.1 恒定参数作用下钢轨接触疲劳损伤沿轨头横向分布
        5.3.2 随机参数作用下钢轨接触疲劳损伤沿轨头横向分布
    5.4 本章小结
第六章 结论与展望
    6.1 主要研究结论
    6.2 对未来工作的展望
参考文献
致谢
个人简历、在学期间的研究成果及发表的学术论文



本文编号：3739891