曹玉，黄志辉，李屹罡，杨星星

(1.中南大学机电工程学院，湖南 长沙 410083;2.高性能复杂制造国家重点实验室，湖南 长沙 410083)

研究钢轨在移动车轮作用下的动应力响应［1］对动态轨道超偏载检测［2］具有重要意义，因为一种常用的轨道超偏载检测方法是通过检测车轮经过钢轨时钢轨的动应力响应来实现的。文献［3］研究了使用应力检测法实现轨道超偏载检测的方法，但未对钢轨的动应力响应分布规律进行研究，未能将应力传感器安装在应力响应较大的位置，导致提取到的应力响应值较小，使得后续信号放大电路的放大倍数过大，得到信号的信噪比较低。为解决此问题，本文作者研究钢轨在车轮动载荷作用下的动应力响应规律，确定轨道超偏载检测传感器安装的合理位置。已有许多学者研究了钢轨受载时的动力响应规律，有很大的参考价值，但不能有针对性地解决文献［3］中所遇到的问题。例如:黄志辉等［4］应用有限元法分析钢轨受静态载荷下的应力分布场，得到钢轨在静载荷作用下的应力分布规律;Mazilu［5］应用格林函数研究轮轨模型在竖直激励下的动力响应，但未研究轮轨模型在移动载荷激励下的动力响应;黄志辉等［6］应用振型叠加法法对钢轨在移动载荷作用下的动力响应进行研究，得到简化梁在移动载荷作用下的动力响应，但对模型进行较大简化，且未研究钢轨在移动载荷下的动应力响应分布与变化规律。本文利用轨道弹射实验台提供的模拟轨道，运用非线性有限元分析软件ABAQUS提供的显式动力学分析法［7］，分析钢轨在移动载荷作用下的动应力响应。……