滑动摩擦副的应力应变分析开题报告

全文总字数：1134字

1. 研究目的与意义

控制摩擦，减少磨损，改善润滑性能以及合理发挥材料的潜能等摩擦学研究在工程中具有重要意义，关于摩擦磨损发明的问题一直被广大科研工作者所重视，目前在工程发面的研究主要集中在轮轨接触与滚动轴承和齿轮接触，本研究主要运用有限元技术对轮轨滑动摩擦接触应力应变进行分析。

轮轨关系是车辆轨道系统中最基本、最复杂的一个问题，轮轨间接触是典型的接触问题，具有静接触、滑动接触、滚动接触等不同的接触状态。

车轮在钢轨上空转、完全制动或出现抱死轮现象时轮轨间产生滑动接触，即使在其他运动状态下也会出现滑动接触的成份。

2. 国内外研究现状分析

目前针对轮轨摩擦国内外学者已经开展了大量的研究。

很多研究仅仅分析了在机械应力作用下轮轨滚，滑接触的摩擦升温，没有考虑摩擦升温对轮轨材料性能参数的影响。

大多数研究在热机耦合的轮轨接触分析中均将轮轨间的摩擦系数简化为常摩擦系数，而实际上轮轨间的摩擦系数会随接触斑处温度的变化而变化。

3. 研究的基本内容与计划

研究内容：为真实反映轮轨接触状态对轮轨踏面剥离、轮轨接触疲劳、磨损等问题的研究，应用弹塑性理论及有限元软件ANSYS对轮轨弹塑性接触应力进行有限元计算，分析接触状态、轴重、滑动速度、载荷类型和钢轨轨顶圆半径对接触应力的影响，结合Hertz接触理论计算结果、剥离损伤理论和自激振动理论进行轮轨损伤分析。

关键词：有限元 滑动摩擦 接触应力 Hertz接触理论计划：第1~3周 学习并灵活运用有限元技术 第4~5周调研并查阅相关文献资料第6~14周利用有限元软件建立轮轨计算模型并计算结果而后分析总结第15~16周 撰写论文，答辩

4. 研究创新点

利用ANSYS有限元软件建立轮轨系统弹性平面应变有限元简化模型，模拟轮轨滑动接触行为。

研究机械载荷条件下滑动速度对钢轨接触表面接触应力的影响，以及热机耦合载荷条件下滑动速度对钢轨表面接触应力，摩擦升温的影响，并对2种条件下的接触应力进行比较分析。