时丕顺， 赵吉中， 徐 祥， 阚前华

(1.西南交通大学力学与工程学院， 成都 610031; 2.应用力学与结构安全四川省重点实验室， 成都 610031)

引 言

近年来我国轨道交通事业得到了迅猛发展，截至2018年底铁路总里程已达13.2万公里，然而随着钢轨使用年限的延长，钢轨的损伤问题也愈加严重，由滚动轮载反复施加引起的棘轮效应和低周疲劳失效已成为钢轨伤损的主要原因之一。我国陆续开发出适用于高速铁路、重载铁路、城市轨道交通等轨道交通领域的U71Mn、U78CrV、U75V等系列钢轨[1]。在对钢轨材料的研究中，有学者通过对不同热处理工艺下钢轨材料的显微组织和基本力学性能之间的关系进行研究和对比[2-3]，揭示了不同的热处理工艺下U75V钢轨显微组织变化与抗拉强度、屈服强度、断面伸长率和硬度等材料属性之间的关系[4]。一些学者还对钢轨材料的棘轮疲劳交互作用行为进行了大量实验和理论研究[5-11]，揭示了钢轨材料棘轮疲劳交互作用行为随加载水平、加载历史、温度等外在因素的变化规律，并建立了相应的循环塑性本构模型和疲劳失效模型。最近，热轧U75V钢的棘轮疲劳交互作用实验研究也得到了开展[12]，且适用于热轧U75V钢的疲劳寿命预测模型也随之建立，但对热处理U75V钢的棘轮疲劳交互作用实验研究尚未见报道。两种工艺的U75V钢轨在服役过程中均会受到车轮施加的循环载荷作用[4]，轮轨接触斑上的应力分布受到加载速率、廓形匹配、塑性匹配等诸多条件的影响[13-14]，局部会产生塑性变形累积并引起核伤、波磨、剥离和局部低周疲劳失效等钢轨损伤问题。……