1 重载铁路与钢轨损伤 1
1.1 重载铁路概述 1
1.2 铁路钢轨的损伤及分类 12
1.3 铁路钢轨的滚动接触疲劳裂纹 16
1.4 重载铁路钢轨的主要疲劳损伤 20
2 重载铁路轮轨关系 29
2.1 轮轨接触理论 29
2.2 几种主要轮轨接触状态计算方法 35
2.3 重载铁路的轮轨结构及关系 42
3 钢轨疲劳裂纹萌生寿命预测原理 52
3.1 钢轨疲劳裂纹的寿命阶段 52
3.2 疲劳裂纹萌生的破坏原理 53
3.3 临界平面法 56
3.4 钢轨疲劳裂纹萌生的预测数学模型 63
4 钢轨疲劳裂纹萌生寿命预测流程 65
4.1 仿真技术的应用 65
4.2 计算荷载的多体动力学模型 65
4.3 钢轨的材料模型 75
4.4 几何模型 76
4.5 有限元模型 78
4.6 疲劳裂纹萌生寿命预测流程 84
5 不同工况条件下的轮轨接触状态 87
5.1 前后转向架的轮轨接触状态 87
5.2 不同速度条件下的轮轨接触状态 92
5.3 不同超高条件下的轮轨接触状态 96
5.4 不同轨底坡条件下的轮轨接触状态 110
5.5 不同摩擦系数下的轮轨接触状态 121
5.6 本章小结 127
6 钢轨疲劳裂纹萌生寿命预测结果 128
6.1 疲劳参量量化分析 128
6.2 不同速度条件的裂纹萌生寿命预测 130
6.3 不同超高条件下钢轨疲劳裂纹萌生预测 131
6.4 不同轨底坡条件下钢轨疲劳裂纹萌生预测 141
6.5 不同摩擦系数条件下钢轨疲劳裂纹萌生预测 157
7 现场观测及相关实验研究 170
7.1 现场观测 170
7.2 实验研究 181
7.3 现场观测的分析结果 187
7.4 室内研究分析 196
8 钢轨疲劳裂纹扩展及其路径实验 199
8.1 钢轨疲劳裂纹扩展阶段 199
8.2 钢轨疲劳裂纹与磨耗的竞争机制 204
8.3 钢轨疲劳裂纹扩展路径演变特征 210
8.4 结论 213
9 钢轨二维疲劳裂纹扩展仿真研究 215
9.1 疲劳裂纹扩展特性分析 215
9.2 Ⅰ型裂纹扩展速率计算 227
9.3 复合裂纹扩展速率计算 236
9.4 本章小结 242
10 钢轨的三维疲劳裂纹研究 243
10.1 钢轨裂纹三维形貌的研究方法 243
10.2 裂纹三维形貌的CT扫描重构 247
10.3 钢轨三维疲劳裂纹扩展研究 253
参考文献 258