W300-1型扣件弹条疲劳寿命的预测和评估

为有效评估和预测W300-1型扣件弹条在实际工作状态下的疲劳寿命,综合考虑弹条材料的弹塑性力学特性及复杂接触关系,建立有限元模型;分析弹条在不同安装扭矩下的受力情况,并用数字图像相关(DIC)测试结果予以验证;基于京沪高铁实测轮轨力时程曲线,施加等效循环疲劳载荷谱,结合弹条材料应变-寿命曲线,预测弹条疲劳寿命;分析安装扭矩、疲劳载荷幅值、以及两者匹配关系(应力比)对弹条疲劳寿命的影响.结果表明:无论处于略微欠拧、正常安装或过拧状态,弹条危险点位置均位于跟端圆弧内表面,已发生塑性变形.弹条疲劳寿命随安装扭矩和疲劳载荷幅值的增加而降低,与危险点应力比呈线性关系.因此,为保证弹条的实际使用寿命,特别是在车速较高或波磨较严重的线路,建议弹条安装时安装扭矩不超过300 N·m.