随着我国经济的飞速发展,既有线路的使用频次逐年提高,钢轨承受的载荷水平也显著增大,钢轨伤损问题日益凸显,威胁行车安全的同时也带来了一定的经济损失。因此,对钢轨疲劳伤损问题进行深入研究,对于延长钢轨的服役期限,维护列车运营安全,降低铁路运营成本具有重要意义。本文基于三维弹塑性轮轨滚动接触有限元模型,结合Jiang-Sehitoglu损伤参量理论,对影响钢轨疲劳裂纹萌生寿命的因素展开分析。根据虚拟裂纹闭合法建立预设裂纹的钢轨模型,分析钢轨表面疲劳裂纹的类型以及影响裂纹应力强度因子的因素。本文具体开展的研究内容如下:（1）根据实际尺寸建立三维弹塑性轮轨滚动接触有限元模型,整个模型由轮对、扣件、轨枕、钢轨共4部分组成,车轮踏面类型为LM型,钢轨为75kg/m型轨。并对轮轨间可能发生接触的位置进行网格细化处理,在保证精度的前提下提升计算效率,并对模型的准确性进行了验证。（2）分析轨底坡参数对钢轨疲劳裂纹萌生寿命的影响。轨底坡参数分别设置为1:10、1:20、1:30、1:40、1:50、0,当采用1:20这一轨底坡参数时,轮轨间发生共形接触,钢轨表面接触应力值最小,钢轨的疲劳裂纹萌生寿命最大。采用这一轨底坡参数,可以有效降低钢轨表面接触应力,延长钢轨的使用寿命。（3）分析轴重和轮轨间摩擦系数对钢轨疲劳裂纹萌生寿命的影响。随着轴重的提高,钢轨表面接触应力不断增加,钢轨的疲劳裂纹萌生寿命持续降低。随着轮轨间摩擦系数的提高,钢轨的纵向剪切应力值随之增加,钢轨的疲劳裂纹萌生寿命随之降低。（4）分析车轮踏面类型对钢轨疲劳裂纹萌生寿命的影响,对比LM和LMa两种类型的车轮踏面,在均选用较为适配的轨底坡参数时,LM型踏面与钢轨的匹配程度更好,重载列车采用LM型车轮踏面可以有效提高钢轨的疲劳裂纹萌生寿命。（5）分析轮对偏移量对钢轨疲劳裂纹萌生寿命的影响。与不发生偏移时相比,当偏移量为5mm时,左轨表面最大接触应力有所降低,钢轨的疲劳裂纹萌生寿命略有增加,右轨表面最大接触应力明显增加,钢轨的疲劳裂纹萌生寿命明显下降;当轮对偏移量为10mm时,左轨表面最大接触应力显著增加,钢轨的疲劳裂纹萌生寿命急剧降低,右轨表面的最大接触应力明显减小,钢轨的疲劳裂纹萌生寿命明显提升。（6）建立预设疲劳裂纹的钢轨模型,对钢轨表面疲劳裂纹的应力强度因子进行计算。钢轨表面疲劳裂纹属于以Ⅱ型为主的Ⅱ、Ⅲ型复合裂纹,且当接触斑中心位于裂纹正上方时应力强度因子值最大。裂尖应力强度因子KⅡ、KⅢ随着列车轴重的提高而增加。随着裂纹深度的增加KⅡ值显著提升,KⅢ值随着裂纹深度的增加略有提升但增量较低。对钢轨表面同时预设3条平行裂纹,组合裂纹裂尖的应力强度因子值明显大于单裂纹情况的数值,但随着裂纹间距的增加,组合裂纹的应力强度因子呈下降趋势。本文的研究内容可为预防钢轨疲劳裂纹的萌生和扩展,延长钢轨的使用寿命提供一定的建议。