重载铁路钢轨冻结接头夹板疲劳特性分析及优化

作者：陶艳明

来源：中国铁路, 2021, (07): 105-112.

DOI：10.19549/j.issn.1001-683x.2021.07.105

• 重载铁路
• 冻结接头夹板
• ANSYS
• Ncode
• 疲劳分析

为分析重载铁路钢轨冻结接头夹板断裂失效的原因,优化夹板结构,对大秦线路的钢轨冻结接头夹板使用状况进行系统调研,应用SolidWorks三维仿真软件建立实际尺寸的冻结接头实体模型,利用ANSYS Workbench有限元工程分析软件和ANSYS Ncode Design Life软件分析冻结接头夹板在重载作用下的疲劳特性,并开展验证试验。结果表明:目前的冻结接头夹板在25 t和30 t轴重作用下下斜面最大等效应力分别为626 MPa和722 MPa,而现有55号钢材质夹板热处理后的屈服强度为630 MPa;疲劳寿命计算结果分别为7.077×105次和2.108×105次,疲劳试验结果为9.7×105次,均未达到2×106次的要求。因此,对冻结接头夹板结构进行优化改进,提高夹板的设计强度和使用寿命,为制定行业标准提供支撑,具有重要意义。