1、 温泽峰,赵鑫 西南交通大学 牵引动力国家重点实验室 一 轮轨接触动力力学的研究内容与对象二 轮轨接触几何关系和滚动接触蠕滑率三 Hertz接触理论(法向解开创工作)四 Carter二维滚动接触理论(切向解开创工作)五 Vermeulen-Johnson无自旋三维滚动接触理论六 Kalker线性蠕滑理论七 沈氏理论八 Kalker简化理论九 Kalker三维弹性体非 Hertz滚动接触理论十 轮轨黏着问题研究简介 十一 三维弹塑性滚动接触有限元建模简介 十二 轮轨接触载荷与伤损研究简介 十三 快速接触算法开发 十四 接触问题杂谈 十五 轮轨试验台简介 1). 法向接触:接触斑形状、大小及法向应
2、力分布; 2). 切向接触:基于法向解,求摩擦力分布(大小、方向)。By J.J. Kalker可解析的滚动接触理论数值滚动接触理论1 Kalker简化理论(程序 FASTSIM) ;2 Kalker精确理论 (程序 CONTACT)FAST SIMplified theory Influence Function MethodsBEM FEM method, displacement method Principle of Virtual work2 Kalker简化理论 FASTSIMl Kalker于 1973年借助于线性理论模型发展了一种快速计算模型 简化理论。l 假设接触区中的任一点
3、弹性位移仅和作用在该点的力有关,且某方向的位移仅与同方向的力有关。l 并假设它们成线性关系。就好象弹性轮轨接触表面接触点模拟成一组弹簧,见下图。每组包含了三个相互垂直的弹簧,这样接触表面每一点沿某方向发生弹性变形,与相邻的弹簧没有关系。 Kalker J J. Simplified theory of rolling contact. Delft Progress Report 1, 1973, 110Kalker J J. A fast algorithm for the simplified theory of rolling contact. Vehicle System Dynamic
4、s, 1982, 11: 113 柔度系数2.1 应力 位移关系简化线弹性条件下:l假设接触区中的任一点弹性位移仅和作用在该点的力有关,且某方向的位移仅与同方向的力有关。l很强的假设,但可以捕捉到很多接触现象,速度比其精确理论快 1000倍。轮轨接触斑处面力分别为 牛顿第三定律 接触斑处的弹性位移差为 柔度系数 待求?2.2 法向问题 考虑接触点附近物体的几何形状满足赫兹接触条件 接触斑的正压力分布为 抛物面分布 利用 求得压力分布最大值简化理论中所用法向压力为 其表达形式不再是椭球面形式,这样的形式方可保持力和变形之关系满足法向几何变形协调性。这和Hertz压力是有区别的。法向柔度系数为 直角坐标系下,抛物面和椭圆面方程: