基于FRANC3D的轮轨疲劳裂纹扩展研究

简介

用有限元软件ABAQUS结合三维断裂力学软件FRANC3D,建立了轮轨裂纹三维有限元模型,依据断裂力学原理对含有裂纹的轮轨模型进行数值模拟,分析了不同工况下的车轮裂纹扩展行为。结果表明,在裂纹的中间段,裂纹扩展速率随着裂纹长度的增大有“先快后慢”的现象,两端段反之;裂纹角为30°时的裂纹尖端应力强度因子(SIF)最大,裂纹更容易扩展;裂纹尖端应力强度因子随着轴重几乎呈线性增加;裂纹深度的增加,应力强度因子先增大,后逐渐减小,且处于接触斑附近的裂纹更容易扩展。