高速重载铁路的迅速发展,给世界经济带来良好的效益,同时为人们的生活带来了极大的方便。但是,轮轨滚动接触疲劳以及磨损问题也变得越来越严重,直接影响到铁路运输成本甚至危及到列车行车安全。研究产生钢轨疲劳磨损的影响因素,预防和减轻钢轨磨损,成为具有重大现实意义的研究课题。本文利用三维弹性体非Hertz滚动接触理论以及数值程序CONTACT分析轮对运行过程中产生的横移运动和摇头运动,以及轴重和曲线半径等参数对轮轨滚动接触行为的影响。同时分析了在JD-1轮轨摩擦模拟试验机进行的钢轨滚动磨损试验结果。结合上述数值计算分析和试验结果,探求用轮轨接触斑摩擦功的量来模拟钢轨磨损量的方法。得出了以下几个结论:(1)轴重是影响钢轨磨损的重要因素,轴重的增加使轮轨接触斑上正压力增大,轮轨接触斑上的摩擦功也随之增大,从而导致钢轨磨损加剧,。(2)曲线半径减小使轮轨接触斑上纵向蠕滑力增大,轮轨接触斑上摩擦功随着曲线半径的减小迅速增加,结合试验结果,钢轨在小曲线半径处磨损要严重。(3)随着摇头角的增大,轮轨间的纵向蠕滑力降低。当摇头角ψ≥0.3°时,由于作用在轮对接触斑处的切向力已经达到饱和状态,无论曲线半径多大,轮对接触斑处的横向蠕滑力和自旋蠕滑力矩是近似相等的。作用在接触斑上的切向力达到饱和状态时,最大剪切应力和等效应力值几乎相等。影响它们的主要是接触斑处的法向作用力。