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轮轨滚动接触三维有限元分析( Three Dimensional Finite Element Analysis of Rolling Contact between Wheel and Rail )
P. Gurubaran M. Afendi I. Haftirman K. Nanthini
钢轨的疲劳性能受多种因素的影响，包括使用条件、载荷、力学性能、环境因素和制造工艺等。本文对轮轨滚动接触疲劳(RCF)裂纹的初始损伤和损伤位置进行了研究。以UIC54kg钢轨（900A级）为模型进行三维有限元接触分析。考虑赫兹接触压力对轮轨疲劳裂纹扩展进行了研究。有限元分析结果表明，最大应力集中区域位于轮轨表面之间（曲线轨角内的钢轨），且高于轮轨钢的屈服应力极限。预测了受深度影响的应力集中区域内的疲劳裂纹扩展。利用ANSYS模拟计算了I型、II型和III型断裂的应力强度因子(SIF)。当裂纹扩展超过5 mm时，对UIC54kg钢轨钢的三种断裂模式进行了研究，发现其失效或发生初始破坏。
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