林 杰 曾东方 鲁连涛 李 伟 邹 朗 刘卫东

(西南交通大学牵引动力国家重点实验室 四川成都 610031)

车轮是铁路车辆关键的零部件之一，承载着列车运行的全部重量[1]。当车轮在钢轨上滚动时，轮轨间会发生严重的磨损，并可能出现滚动接触疲劳，这将会对钢轨、车上设备产生危害，甚至导致列车出轨[2-3]。随着铁路运营速度的提高，车轮材料服役将面临更多疲劳和磨损问题的挑战[4-6]。

车轮磨损和滚动接触疲劳随运行工况的变化而变化，学者们对此开展了大量研究。MAKINO等[7]研究了滑差率对车轮钢滚动接触疲劳性能的影响，发现随着滑差率增加，摩擦因数逐渐增大，滚动接触疲劳性能逐渐降低。MA等[8]研究了5种滑差率条件下车轮材料的磨损和滚动接触疲劳行为，结果表明，随着滑差率的增大，车轮材料磨损方式由轻微氧化磨损向重度疲劳磨损转变；轻微氧化磨损情况下，裂纹平行于表面扩展，重度疲劳磨损情况下，材料出现大块剥落坑。刘吉华[9]研究了接触应力对轮轨材料磨损量、塑性变形以及疲劳性能的影响，发现随着接触应力的增大，车轮材料磨损量呈线性增加；低接触应力下，钢轨材料疲劳裂纹比车轮材料疲劳裂纹深，高接触应力情况下，车轮材料疲劳损伤较钢轨材料更严重。转速也是影响车轮钢滚动接触疲劳损伤的重要因素。HE等[10]利用小尺寸试样研究了转速对塑性变形层厚度、材料硬度、裂纹角度和深度的影响，发现随着转速增加，材料表层硬度和磨损速率逐渐减小，滚动接触损伤更加严重。……