列车头车车轮发生接触疲劳裂纹的概率远高于其它车轮，初步研究分析表明，头车车轮与轨道上异物接触概率及相互作用力最大，接触疲劳裂纹的产生与硌伤具有一定的关系，但硌伤的影响规律和机制还不清楚。本研究通过高速列车车轮滚动接触疲劳裂纹情况调查得到高速列车车轮接触疲劳裂纹产生及扩展的规律，利用数值模拟研究高速列车运行状态下的轮-轨相互作用特征，并通过缩比轮轨试验台和全尺寸轮轨关系试验台实验研究车轮接触疲劳裂纹产生的运行条件因素，借助三维裂纹重构等先进表征手段研究滚动接触疲劳中材料微观组织结构演化及裂纹扩展过程。研究分析轮轨接触运行条件及硌伤参量对接触疲劳裂纹产生的影响程度及影响机制，结合有限元数值仿真建立轮轨滚动接触疲劳裂纹扩展模型，形成基于多尺度建模的车轮滚动接触复合型裂纹扩展寿命预测方法。根据车轮踏面接触疲劳裂纹形成、扩展规律和机理，提出高速车轮滚动接触疲劳损伤控制措施，并通过缩比轮轨试验台和全尺寸轮轨关系试验台进行试验验证。

负责人：任学冲

参加人：刘鹏，王晓地，徐燕

图注：车轮踏面典型裂纹及剥离

图注：缩比车轮滚动试验台