《表1 浮轨式减振扣件轨道结构参数》

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《地铁浮轨式减振扣件轨道的轮轨接触有限元分析》

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利用有限元软件ABAQUS建立了地铁浮轨式减振扣件轨道的三维轮轨接触有限元模型，如图2所示。其中，钢轨和车轮参考我国某地铁轨道和车轮的实际尺寸进行建模；扣件对钢轨的支撑采用弹簧单元模拟。车轮直径为840 mm，采用LM型踏面；钢轨轨头廓形为CN60型，长度考虑为2.5 m，该长度对于轮轨接触静态分析是足够的[4]；扣件间距为0.625 m，轨底坡为1∶40。考虑到轮对及轨道的对称性，该模型取轮对及钢轨的1/2进行建模。车轮与钢轨接触采用计算精度较高的面-面接触类型，接触主表面为钢轨轨头表面，接触从表面为车轮踏面，接触法向关系定义为“硬”接触，切向关系采用库仑摩擦公式进行定义，轮轨摩擦因数设为0.3。由于轮轨接触斑的面积较小，一般约100 mm2，为了分辨接触斑内接触压力的分布，轮轨接触区域单元长度取约1 mm；为减小模型节点和单元数量，故轮轨接触区以外的区域网格稀疏。钢轨两端施加对称约束，轮对对称面上施加对称约束，在轴的端面施加横向约束。轴重力通过集中力的方式施加在车轴轴端中心。轮轨采用C3D8R八节点线性六面体单元，一共包含305 460个节点和282 153个单元。模型的其他参数如见表1所示。