车轮全滑动轮轨摩擦温升三维有限元分析

摘要

基于有限元法和非稳态导热问题微分方程,建立轮轨摩擦温升三维数值分析模型。分析轮载、相对滑动速度和摩擦因数对轮轨接触区附近摩擦温度场的影响。模型中考虑了轮轨与环境间的对流换热和轮轨接触界面的相互导热过程。分析结果表明,轮载、相对滑动速度和摩擦因数对轮轨摩擦接触温升及其热影响层深度都有明显影响。轮重不仅影响轮轨表面最高摩擦温升,而且影响热影响区域的大小;相对滑动速度变大,热影响层深度和宽度分别变浅和变宽;摩擦因数越大,热影响区越大。