货车车轮踏面损伤温度场与应力场的有限元分析

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摘 要：在铁路运输不断提速及重载的情况下，采用踏面制动方式制动的货车车轮承受着强摩擦、高热载荷及大轮轨作用力的恶劣条件，在反复制动时，车轮将产生热疲劳损伤而造成车轮的失效破坏。本文根据货车的实际工作条件，对21t轴重、速度为120 km/h的货车车轮在-次紧急制动过程中的温度惩应力场分布进行了有限元模拟，分析了温度惩应力场的分布与货车车轮踏面损伤之间的关系。研究结果表明，在整个制动过程中，温度与热应力的最高点都集中在闸瓦与车轮的接触摩擦面部位，且随着制动过程的温度不断上升，达到峰值后又缓缓降低；车轮的温度是由踏面向轮轴位置逐渐降低的，越靠近轮轴，温度与热应力值越低；制动结束后，车轮内部的温度高于踏面的温度，最大应力产生在车轮踏面之下。
关键词：货车车轮；温度场；应力场；有限元模拟；热疲劳损伤