轮轨关系是轨道与交通工程的重要课题,轮轨接触问题则是轮轨关系的基础问题。随着客运列车运行速度的不断提高,轮轨相互作用的情况越来越复杂,也带来了高速列车开行的一些问题,例如轮轨之间磨耗加剧、车轮踏面损伤增加、换轮换轨频数明显上升等等。轮轨关系问题如果得不到很好地解决,将会影响我国铁路运输的发展,所以说研究轮轨接触问题已经到了刻不容缓的地步。本文主要运用有限元方法,对不同影响因素下的轮轨接触应力进行了计算分析。本文首先介绍了课题研究背景以及意义,然后概述了轮轨滚动接触的国内外研究状况,进而介绍了经典轮轨滚动接触理论以及有限元轮轨滚动接触理论。在此基础上,运用有限元软件ANSYS为工具,建立轮轨三维有限元模型,并计算分析不同工况参数以及材料力学性能对轮轨接触应力的影响。基于此模型,计算分析了工况参数,如轴重、横移量、冲角、角速度等,以及材料力学性能,如弹性模量、屈服强度、泊松比等对轮轨接触应力的影响。结果表明,随着轴重的不断增大,轮轨Mises应力以及剪切应力均不断增大,并且增加幅度较大,轴重对轮轨接触斑形状,面积以及轮轨接触应力均产生了较大影响。而随着横移量以及冲角的变化,轮轨接触点位置会变化,进而轮轨接触区Mises应力以及剪切应力分布位置和数值都会发生变化。车速对接触斑形状,面积以及剪切应力影响很小,而车速超过了440km/h时,轮轨Mises应力将明显增大。材料特性中,弹性模量以及屈服强度影响Mises应力以及剪切应力的变化,泊松比主要影响剪切应力的变化,对Mises应力的影响较小。