重载列车紧急制动过程踏面轮廓变化定量预测

摘要

为了定量预测车轮踏面轮廓形貌变化，利用ABAQUS软件完成热-机械耦合有限元仿真，求解制动过程中的踏面瞬态温度分布、硬度分布以及热弹、塑性应变；基于Archard磨损模型，利用Fortran语言对ABAQUS子程序进行二次开发，在此基础上采用ALE技术和Umeshmotion子程序求解有限元模型中车轮踏面的磨损深度动态变化。最后综合塑性变形和磨耗的影响，得到冷却至室温后踏面形貌的变化。结果表明：由于踏面塑性变形和轮轨磨损影响轮瓦接触状态，轮瓦磨损和轮轨磨损综合作用下磨损区域呈台阶状；在轴重25 t、初速度100 km/h、制动距离600 m的工况下，由于塑性变形和轮轨磨损的综合作用，轮轨接触斑中心最大凹陷深度约16μm,轮轨接触斑边缘凸起约5μm。

关键词

紧急制动 / 热-机械耦合 / 塑性变形 / 磨损深度