王洋

（同济大学铁道与城市轨道交通研究院，上海201804）

弹性车轮在降低城市轨道交通车辆的运行噪音，减轻轮轨磨损，提高车辆运行稳定性等方面优于传统刚性车轮，将越来越多的被国内外城轨车辆采用。现代城轨车轮运行速度不断提升，车辆运行特别是全滑制动过程中，轮轨接触表面将产生大量的摩擦热，导致轮轨间出现热疲劳损伤。热应力使轮轨表面产生裂纹，造成轮轨表面损伤，制动过程产生的高温将加速车轮轮箍与轮心间橡胶的老化，降低橡胶的吸振、缓冲和降噪效果，因此，探索轮轨运行过程温升规律对研究弹性车轮的热损伤和疲劳损伤具有十分重要的意义。

车轮踏面和钢轨表面的热损伤是车辆运行过程中的常见问题，如图1所示。由于测量轮轨摩擦温升难度较大，因此有必要进行数值模拟，分析轮载、相对滑动速度和摩擦因子对轮轨摩擦温升的影响［1］，早期的学者主要采用拉普拉斯变换法研究轮轨之间由于滑动引起的温升，计算模型采用大量简化假设，所得的解析解仅能定性的分析轮轨接触温升［2］。目前，针对制动过程中的热耦合计算，主要采用大型有限元商业软件进行计算［3-4］，利用ANSYS、ABAQUS、MARC等建立了轮轨热力耦合分析的有限元模型，分析制动过程中制动盘瞬态温度场的分布规律，制动盘瞬时温度场的三维分布特征以及制动盘工作面的热循环历程。文献［5-6］分析了不同制动加载方式、制动工况和环境温度对制动盘瞬态温度场的影响以及制动过程中温度和应力的变化规律。……