随着“一带一路”的发展战略的不断实施,重载铁路得到了快速发展,然而,重载铁路上独特的运输模式使得轮轨不断磨耗磨损,尤其对于存在“有害空间”的固定辙叉来说,伤损异常且严重,线路养护与维修的工作量巨大。因此,固定辙叉的磨耗规律与轮叉之间的型面匹配问题成为轮轨关系的研究领域内的关键问题。本文在阅读参考国内外对钢轨的磨耗机理以及轮轨型面接触匹配分析等研究资料的基础之上,针对大秦重载线路固定辙叉的磨耗磨损严重问题,运用轮轨型面测量仪现场实测辙叉关键截面与机车和车辆车轮的型面数据,基于有限元法,研究机车车辆车轮与固定辙叉接触的匹配问题,为辙叉型面的进一步优化提供一定的理论指导,使得辙叉的寿命得到一定的延长。主要的研究工作如下:(1)建立不同磨耗程度的机车车轮与标准和磨耗辙叉匹配的三维弹塑性接触有限元模型,分析车轮与辙叉的不同关键截面位置接触时的接触斑形状与位置、接触斑面积、接触轨迹以及等效应力等的分布,根据不同磨耗程度的车轮与不同辙叉的接触状态,总结各车轮与辙叉接触时的接触轨迹,分析不同的轮叉型面对辙叉的磨耗磨损的影响。对比动态载荷与静载轴重作用下时,分析其接触斑形状与位置以及接触法向力的分布状态,总结辙叉的磨耗规律。(2)建立不同磨耗程度的车辆车轮与标准和磨耗辙叉匹配的三维弹塑性接触有限元模型,分析车轮与辙叉的不同关键位置接触时的接触斑形状与位置、接触斑面积以及等效应力等的分布情况,总结不同磨耗程度的车辆车轮对辙叉的接触影响。分析不同轴重作用时,车轮对辙叉的磨耗影响。(3)对比不同机车与车辆车轮分别与不同辙叉接触时的等效应力、过渡位置等分布,分析何种车轮型面对辙叉的磨耗作用更大。分析假轮缘车轮与辙叉接触时的接触斑位置分布、接触斑形状以及接触法向力等,总结假轮缘车轮对辙叉的磨耗规律,并针对镟修车轮提出一定的镟修的建议。