铸钢车轮疲劳裂纹的产生与扩展分析

铸钢车轮运行一段时间后,在表面会产生大量的裂纹,这会影响车轮的使用寿命,因此,研究疲劳裂纹的产生与扩展具有重要意义。裂纹的产生与轮轨接触应力、加工工艺密切相关,首先用有限元理论定量分析了接触应力和塑性变形,然后借助安定图理论预测车轮疲劳产生的可能性。结果表明,在循环应力作用下,塑性变形会不断累积,材料表面产生棘轮效应,该过程会促进裂纹源的萌生。裂纹源形成后,开始进入扩展期,依据材料性能学理论,将裂纹扩展期分成两个阶段,并对每个阶段分别叙述,其中第二阶段是促进宏观裂纹形成的关键期,并影响车轮表面宏观裂纹的分布形态。