高速重载铁路轮轨接触热力耦合分析

建立具有强非线性的轮轨接触热力耦合计算模型并发展相应的数值方法。模型中既考虑温度场对应力场的影响，又考虑应力场对温度场的影响；考虑轮轨接触热流耦合；考虑轮轨接触区之外自由表面与环境之间的热对流与热辐射；考虑材料热物理性能和力学性能随温度变化的影响；考虑摩擦热在轮轨接触斑法向、纵向和横向方向上的传导。通过数值模拟，详细分析不同影响因素下轮轨瞬态温度分布及其变化速率和应力场，探讨轮轨接触热损伤机理和关键影响因素。对我国高速重载铁路线轮轨热损伤情况进行调查分析，并对热损伤车轮和钢轨进行金相分析，确定其组织结构的演化规律和热影响层的大小和形状。为解决铁路轮轨热损伤提供有效的手段，对高速重载轮轨选材具有重要的理论指导意义。