车轮踏面剥离问题导致车轮服役寿命严重降低,不仅大大增加了铁路的运营成本,而且会直接危害行车安全。某型号货运机车在某区段上线运行很短的里程之后,大多数车轮踏面即发生了严重的剥离损伤,主要表现形式为大面积的麻点状剥离,导致相当数量的机车被迫提前进行车轮镟修,给运用部门造成了重大的经济损失,并带来严重的安全隐患。本文以源于铁路现场的实际问题为研究对象,进行了研究和探讨,主要研究内容和成果包括:(1)对轨道交通发展过程中出现的车轮损伤问题进行了论述,对本领域的国内外研究现状做了详细的综述,经综合分析后得出本文的研究思路和技术路线。(2)详细介绍某区段机车及线路结构特征、运用操作特点、车轮踏面剥离状态及测试结果,对撒砂作业与踏面剥离的相互关系做了深入研究,发现对象机车车轮踏面发生的严重剥离现象与撒砂类型、单位时间撒砂量等因素有密切关系。(3)搭建了轮轨接触模拟试验台,采用切割于现场车轮的试件对轮轨接触性能进行了试验分析;进行一系列车轮-砂-钢轨多体接触试验,在试验台上再现了麻点状剥离,确定了车轮踏面剥离的形成机理,即:碾压河砂是造成车轮发生麻点状剥离的主要原因;过大的撒砂量会导致踏面发生大面积的剥离。(4)采用有限元接触理论,建立了计算模型,分析了轮轨及车轮-砂-钢轨弹塑性接触问题,从力学角度探讨并得出了车轮踏面剥离的形成机理及各种相关因素的影响规律如下:对象区段采用的河砂受碾压后形态不良,会造成车轮表面发生麻点状剥离;随着撒砂量的提高,麻点状剥离的分布面积相应增大。数值计算结果与现场实测及试验结论基本吻合,验证了研究结果的正确性。(5)综合分析现场调研、试验、数值计算的研究结果,最终得出了对象机车车轮踏面剥离的形成机理及多因素影响规律,进而提出了减缓措施并指导运用部门进行了改进,经过跟踪测试发现:对象机车采用本文所提出的减缓措施后,车轮剥离问题得到了明显改善,进一步说明了本文研究方法的正确性和工程实用性。