轮轨接触应力对U71Mn钢轨磨损-疲劳劣化行为影响研究

利用实验室摩擦磨损试验与双盘接触有限元仿真计算,初步研究U71Mn钢轨材料在法向接触应力为900 MPa、滑差率分别为0.5%、2.0%、4.0%条件下,切向接触应力对钢轨材料磨损-疲劳劣化行为的影响。结果表明:轮轨试样间法向接触应力在900 MPa条件下,当滑差率由0.5%提高至2.0%时,轮轨试样间的切向接触应力、钢轨材料的平均摩擦系数、磨损率均呈增大趋势,钢轨材料的疲劳裂纹长度更长、深度更大,损伤表面起皮更为严重,此时轮轨试样间的磨损-疲劳竞争耦合关系中疲劳作用成为了劣化行为的主导;当滑差率由2.0%提高至4.0%时,钢轨材料的平均摩擦系数、磨损率均呈增大趋势,损伤表面起皮更为严重,但轮轨试样间的切向接触应力增加十分有限,钢轨材料的疲劳裂纹长度和深度均略有降低,此时轮轨试样间的磨损-疲劳竞争耦合关系中磨损作用成为了劣化行为的主导。