低速重载工程机械轮轨接触分析方法

郑夕健,李博言

(沈阳建筑大学机械工程学院,辽宁 沈阳 110168)

接触状态决定了结构的承载能力,在工程机械中,接触状态大多为低速重载,运行过程中所受载荷冲击容易造成结构的弹塑性失效。在接触状态等问题上,国内外目前已经获得了一些有价值的研究成果。V.L.Popov等[1]提出在“半空间近似”的框架内找到接触问题的精确解的方法。D.Kono等[2]通过研究分析了接触分析的可逆性和不可逆性。R.M.Nejad等[3]对不同情况下车轮的载荷方向和磨损现象进行应力分析,对比滚动接触疲劳裂纹扩展情况。J.Y.Kim等[4]为了尽量避免由有限元接触分析中接触表面的几何近似导致的问题,采用了mortar方法作为非协调接触处理方案。A.Sladkowski等[5]对不同车轮型面对轮轨结构接触应力与接触斑的影响使用有限元法进行了分析。J.Han等[6]通过有限元软件,在数值上模拟了由于车轮扁疤所造成的轮轨冲击响应。X.Zhao等[7]建立三维有限元模型来模拟滚动接触,重点研究切向问题对滚动摩擦接触区域的影响。郑圣义等[8]应用有限元对门定轮和轨道接触时的受力特性进行分析,得到其接触应力的变化规律。闫振华等[9]通过运用ABAQUS建立支重轮履带板非线性接触有限元模型的方式,对大型履带支重轮与履带板间的接触问题进行了分析验证。唐进元等[10]研究齿轮啮合传动时由啮合点处速度差异导致的轮齿接触冲击现象,并建立了齿轮啮合接触冲击模型。潘睿等[11]对长期运行后的曲线地段U71Mn钢钢轨表层组织与硬度进行了研究,发现了踏面3个区的损伤形貌特点。……