摘要

为了探究钢轨表面鱼钩形剥离掉块形成机理,基于接触单元法和最大周向拉应力准则,建立轮轨滚动接触疲劳计算模型,提出裂纹扩展路径预测方法,并对轮轨接触状态及多裂纹等条件下的扩展路径进行预测。结果表明,钢轨表面初始微裂纹为I-II复合型裂纹,并逐渐倾向于90°方向扩展。当裂尖扩展至一定深度时,扩展驱动力将由KI向KII转变,此时裂尖在KII的驱动下发生约70°的转折,倾向于向上扩展而导致鱼钩形剥离掉块。轮轨切向荷载特征对剥离路径影响较大,其中牵引条件下的剥离深度最大可至1.76 mm。当钢轨表面存在多个裂纹时,中间裂纹的滑开型驱动效应会被加强,并与相邻裂纹交汇而形成剥离掉块病害。

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