同济大学学报(自然科学版)

2020, v.48(12) 1770-1781

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高速道岔曲尖轨疲劳裂纹成因分析
Cause of Rolling Contact Fatigue Cracks in Curved Switch Rail of High-speed Turnout

周宇;张聪聪;王树国;王璞;

摘要(Abstract):

根据高速铁路18号单开道岔的基本轨-曲尖轨设计廓形和实测廓形数据,采用车辆-道岔动力学模型,分析了列车逆向-侧向过岔时轮载位置的转移、基本轨和尖轨上的接触斑法向应力和疲劳裂纹指数,提出了高速道岔曲尖轨疲劳裂纹形成的原因。研究发现:高速道岔基本轨和尖轨实测廓形显示尖轨降低值存在不足,使得同一转向架1、2位轮对的外轮轮载转移分别过早和过快,且随着车轮和钢轨廓形磨耗,这种情况进一步恶化。由此造成曲尖轨受到较大的法向接触应力,特别是1位轮对的外轮对曲尖轨轨肩和轨距角疲劳裂纹的形成贡献度最大。曲尖轨最早出现裂纹的区域在其顶宽20~50mm范围内。

关键词(KeyWords): 高速铁路;道岔;尖轨;滚动接触疲劳;轮轨接触

Abstract:

Keywords:

基金项目(Foundation): 国家自然科学基金(51678445,51878661);; 中国铁路总公司科技研究开发计划重点课题(N2018G042)

作者(Author): 周宇;张聪聪;王树国;王璞;

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DOI:

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