裂纹间距对轮轨滚动接触疲劳作用下的钢轨表面多裂纹扩展趋势的影响

为研究影响钢轨表面斜裂纹扩展的因素,通过建立三维有限元模型,对钢轨表面多裂纹在轮轨滚动接触疲劳作用下的裂纹扩展情况进行仿真分析,计算不同裂纹间距条件下原有裂尖前缘的应力强度因子.根据应力强度因子的计算结果和钢轨的材料特性,对裂纹在深度方向和水平方向上的扩展方向和扩展速率进行预测.分析结果表明,随着裂纹间距的减小,新裂纹的萌生能降低原有裂纹的扩展速率,但原有裂纹扩展方向向新裂纹弯曲,容易导致两裂纹融合,从而形成新的裂纹,其扩展速率可能会远远大于原有裂纹.