隨著貨車軸重的提高,在提升運(yùn)載能力的同時(shí),也使得重載鐵路的損傷進(jìn)一步加劇。良好的輪軌材料性能匹配對于延長鋼軌和車輪的服役壽命至關(guān)重要。已有輪軌材料匹配研究主要從硬度的角度來優(yōu)化鋼軌的磨損性能,而對于輪軌塑性匹配的相關(guān)研究卻少見報(bào)道。由于新一代高強(qiáng)鋼軌的研發(fā)及應(yīng)用,重載鐵路鋼軌的接觸磨損得到有效抑制,但由于滾動(dòng)接觸疲勞誘發(fā)的傷損問題卻日益突出。因此,本文對現(xiàn)役的四種鋼軌材料的棘輪行為進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)對比研究,進(jìn)而建立能夠合理描述四種鋼軌材料的循環(huán)塑性本構(gòu)模型,編寫ABAQUS用戶材料子程序,通過重載輪軌滾動(dòng)接觸三維有限元分析,提出輪軌塑性匹配的最佳方案,研究結(jié)果對重載鋼軌延壽具有重要意義。本文的主要工作總結(jié)如下:（1）為了對比研究四種現(xiàn)役鋼軌材料熱軋U71Mn、熱處理U71Mn、熱軋U75V和熱處理U78Cr V的循環(huán)塑性行為,進(jìn)行了初始循環(huán)周次棘輪應(yīng)變相近及相同峰值應(yīng)力下的非對稱應(yīng)力控制循環(huán)實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明:當(dāng)初始棘輪應(yīng)變相近時(shí),棘輪應(yīng)變的后續(xù)演化并不完全依賴于材料基本的屈服強(qiáng)度和抗拉強(qiáng)度,熱處理鋼軌材料棘輪應(yīng)變率無論是初始值還是穩(wěn)定值都高于熱軋鋼軌材料;從棘輪演化趨勢上來看,四種鋼軌的棘輪演... 

【文章來源】：西南交通大學(xué)四川省211工程院校教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究意義
    1.2 研究現(xiàn)狀
        1.2.1 重載鐵路損傷現(xiàn)狀
        1.2.2 輪軌匹配研究現(xiàn)狀
        1.2.3 已有研究不足
    1.3 本文主要工作
第2章 不同鋼軌材料棘輪行為實(shí)驗(yàn)研究
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備
    2.2 實(shí)驗(yàn)工況
    2.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論
        2.3.1 單調(diào)拉伸應(yīng)力-應(yīng)變曲線
        2.3.2 循環(huán)應(yīng)力-應(yīng)變曲線
        2.3.3 棘輪應(yīng)變演化曲線
        2.3.4 棘輪應(yīng)變率演化曲線
        2.3.5 耗散能密度演化曲線
    2.4 本章小結(jié)
第3章 不同鋼軌材料棘輪行為本構(gòu)模擬
    3.1 循環(huán)塑性本構(gòu)模型
        3.1.1 應(yīng)變分解及流動(dòng)方程
        3.1.2 屈服條件
        3.1.3 各向同性硬化律
        3.1.4 隨動(dòng)硬化律
    3.2 材料參數(shù)確定
        3.2.1 確定方法
        3.2.2 材料參數(shù)
    3.3 模擬結(jié)果分析
        3.3.1 單調(diào)拉伸曲線
        3.3.2 循環(huán)應(yīng)力-應(yīng)變曲線
        3.3.3 棘輪應(yīng)變演化曲線
    3.4 本章小結(jié)
第4章 重載輪軌三維接觸有限元分析
    4.1 輪軌接觸有限元模型
        4.1.1 輪軌幾何尺寸
        4.1.2 有限元網(wǎng)格
        4.1.3 Hertz接觸驗(yàn)證
    4.2 邊界載荷和工況條件
        4.2.1 邊界載荷條件
        4.2.2 工況條件
    4.3 材料模型和參數(shù)
        4.3.1 材料模型
        4.3.2 輪軌材料參數(shù)
    4.4 有限元結(jié)果分析
        4.4.1 應(yīng)力場分析
        4.4.2 塑性應(yīng)變場分析
        4.4.3 棘輪應(yīng)變分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 重載輪軌匹配分析
    5.1 塑性匹配指標(biāo)定義
    5.2 結(jié)果分析
    5.3 本章小節(jié)
結(jié)論與展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]重載鐵路鋼軌大修換軌周期研究[J]. 張文生.  設(shè)備管理與維修. 2019(04)
[2]大秦線重載鐵路貨車輪軌、輪瓦運(yùn)動(dòng)形態(tài)及車輪磨耗規(guī)律研究[J]. 孔維剛,李立東,段仕會(huì).  鐵道車輛. 2019(02)
[3]在變化的世界中推進(jìn)重載鐵路技術(shù)和運(yùn)營（待續(xù)）——第11屆國際重載運(yùn)輸大會(huì)綜述[J]. 田葆栓.  國外鐵道車輛. 2019(01)
[4]大秦重載鐵路75kg/m鋼軌傷損特點(diǎn)及規(guī)律[J]. 田常海.  鐵道工程學(xué)報(bào). 2019(01)
[5]重載鐵路75 kg/m鋼軌的換軌周期研究[J]. 田常海.  鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì). 2019(08)
[6]改革開放40年中國重載鐵路的發(fā)展[J]. 劉建新,蔡久鳳.  長安大學(xué)學(xué)報(bào)(社會(huì)科學(xué)版). 2018(06)
[7]30t軸重重載鐵路鋼軌軌型和材質(zhì)對比試驗(yàn)[J]. 張銀花,李闖,俞喆,李偉,張生玉,干鋒.  中國鐵道科學(xué). 2018(02)
[8]高速鐵路CHN60N鋼軌與不同車輪踏面匹配性能研究[J]. 王健,馬曉川,陳嘉胤,徐井芒,王平.  鐵道學(xué)報(bào). 2017(12)
[9]高速鐵路輪軌型面匹配對車輛動(dòng)力學(xué)性能的影響[J]. 孫麗霞.  中國鐵道科學(xué). 2017(06)
[10]高速鐵路輪軌匹配存在問題及對策[J]. 周清躍,劉豐收,張銀花,田常海,俞喆,張金.  中國鐵道科學(xué). 2017(05)

博士論文
[1]動(dòng)車組車輪疲勞性能數(shù)值仿真和評定方法研究[D]. 張澎湃.中國鐵道科學(xué)研究院 2014
[2]輪軌滾動(dòng)接觸彈塑性分析及疲勞損傷研究[D]. 肖乾.中國鐵道科學(xué)研究院 2012
[3]重載鐵路集疏運(yùn)系統(tǒng)協(xié)同相關(guān)問題研究[D]. 葉峻青.中南大學(xué) 2012

碩士論文
[1]輪軌鋼材料棘輪—疲勞交互作用實(shí)驗(yàn)和理論模型研究[D]. 方濤.西南交通大學(xué) 2017
[2]四種車輪材料與U75V鋼軌匹配時(shí)的磨損與損傷行為研究[D]. 陳水友.西南交通大學(xué) 2016
[3]U71Mn鋼軌與車輪材料匹配試驗(yàn)研究[D]. 張向龍.西南交通大學(xué) 2011



本文編號：3644868