高速列车轮轨弹塑性滚动接触理论和数值方法的研究

利用罚函数法建立高速轮轨弹塑性滚动接触变分方程，方程的边界虚功项中考虑到了轮轨的滚动行为和摩擦效应的相互影响。用有限元方法对虚功方程进行离散并作线性化处理，用数学规划法和Newton-Raphson法实现其数值解。理论模型和数值方法中考虑到了高速惯性力、材料的棘轮效应、几何形状和接触斑以外边界条件的影响。实现高速轮轨由二维到三维弹塑性滚动接触数值模拟，有助于解决高速列车轮轨作用的系列问题，如轮轨材料塑流型波浪磨损和磨耗型磨损发生和发展过程以及耦合影响的机理、滚动接触疲劳、滚动摩擦噪音等问题。对我国未来高速列车安全运营和降低运输成本有较重要的意义。