朱成九，朱爱华

(华东交通大学 a.土木建筑学院；b.机电工程学院，南昌 330013)

随着铁路运输向高速重载方向发展，结构强度可靠性与安全性技术成为关键问题之一[1-2]。滚动轴承作为铁路车辆行走部分的关键部件，直接影响到车辆的运行安全。重载铁路货车中轴承接触疲劳磨损失效屡次发生，这给铁路货车的行车安全带来了严重威胁[3]。轴承的设计与应用分析中经常会遇到承载能力、预期寿命、变形与刚度等问题，这些问题都与轴承的受力和接触应力分布状态密切相关。

当前，利用有限元软件分析轴承接触问题是轴承接触计算的主要发展方向，被广泛使用的大型有限元分析软件有MSC/Nastran，ANSYS，Abaqus，Marc，Adina和Algor等[4]。文献[5]将轴承接触的空间问题简化为平面问题进行分析，采用平面应变的分析类型，同时约束外圈外表面，内圈施加载荷；文献[6]给出了轴承二维、三维模型计算结果并与理论计算进行了对比。下文利用ANSYS软件研究重载铁路货车轮对轴承353130B，将其简化为单峰接触模型，分析材料应变硬化对轴承弹塑性接触行为的影响。

1 模型简化

铁路货车轮对用353130B型轴承结构如图1所示。因受圆锥滚子与内、外圈滚道表面粗糙度的影响，实际接触只发生在表观面积的极小部分上。实际接触面积及分布对摩擦、磨损等起着决定性的影响。通常实际表面粗糙峰顶的形状为椭圆体，由于椭圆体接触区远小于本身曲率半径，故可以近似为一系列高低不齐的球体相接触，并将其转换为如图2所示具有当量曲率半径R和当量弹性模量E′ 的可变形球体与刚性光滑平面的单峰接触模型[7]。……