钢轨表面裂纹角度对疲劳裂纹扩展行为的影响

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基于经典赫兹接触理论和库仑摩擦定律计算轮轨接触力,采用有限元法建立含疲劳裂纹的钢轨模型,分别研究了轮轨纯滑动条件下不同裂纹角度对裂纹尖端等效应力、应力强度因子和裂纹扩展速率等指标的影响.研究表明,裂纹尖端等效应力和应力强度因子KⅠ随裂纹角度增大总体呈减小趋势;应力强度因子KⅡ随裂纹角度增大总体呈增大趋势;综合应力强度因子和裂纹扩展速率不随裂纹角度增大而单调变化,其值在20°至70°时相对较大,且在35°和60°附近出现极大值.
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针对朔黄线上行某段500 m小半径曲线上股钢轨上道2个月出现异常纵向掉块现象,通过调查现场数据并结合动力学仿真分析其形成原因,提出了个性化钢轨廓形打磨治理方案,以去除表面脱碳层,修正钢轨廓形,有利于抑制钢轨表面病害的萌生和发展.
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