重载铁路是现如今我国铁路发展的一个重要方向,随着货车轴重和运行速度的提高,钢轨磨耗问题也愈发严重,尤其是在小半径曲线地段,外轨的侧磨问题成为了影响重载铁路运行安全和运行成本的重要内容。本文在借鉴国内外研究现状的基础上,对重载铁路轮轨接触及钢轨磨耗进行了深入研究,主要完成了如下工作:(1)建立了重载铁路货车-轨道动力学耦合模型和钢轨磨耗模型根据车辆-轨道动力学理论、轮轨接触点计算理论、接触力学理论以及Archard材料磨损理论等的分析,运用动力学仿真软件UM(Universal Mechanism)建立了基于25t轴重的C80型重载货车-轨道耦合模型,并在此基础上建立了钢轨磨耗预测的计算模型。(2)进行了重载铁路货车过曲线轨道时的轮轨接触规律研究对不同速度货车过不同曲线参数轨道时的轮轨接触点位置分布、轮缘贴靠状态、接触磨耗功率等参数进行研究,指出了不同条件下轮轨接触点的变化规律,出现轮缘贴靠的条件以及磨耗功率的变化,为钢轨磨耗预测提供了部分依据。(3)分析了曲线外轨侧磨量的变化趋势以及不同位置处的磨耗量差异根据archard磨耗理论建立了柔性轨道磨耗预测模型,以磨耗量达到0.1mm作为型面更新的条件,采用迭代方法进行磨耗量累计计算,发现在理想条件下,钢轨侧磨在货车通过的前1E6次以内时几乎没有发展,超过这一通过次数之后,外轨侧磨量基本呈现随货车通过次数线性增长的趋势。同时,在曲线的不同区段,外轨侧磨量也不相同,本文中500m长度的曲线段的起始段和中间段的磨耗量随货车通过次数的变化趋势基本相同,而末尾段磨耗量则小于前两段,通过轮轨接触点位置分析发现这与曲线末段接触点向钢轨中部移动有关。(4)研究了货车运行速度以及曲线参数对外轨侧磨量的影响改变货车的运行速度进行磨耗计算,发现随着货车速度的提高,钢轨侧磨速度也在提升,在相同的货车通过次数情况下,速度越快,外轨侧磨量越高。在同一半径情况下曲线超高对外轨磨耗量的影响不大,而在同一外轨超高情况下,曲线半径越大,侧磨发展速度越缓慢。