在有限元模型中施加钢轨缺陷

   钢轨轨面存在焊接头不平顺，另外在服役过程中难免会出现局部凹陷、波磨、擦伤等缺陷。在有限元模型中对其进行数值模拟时，需要编写程序，对光滑轨面（图1）网格节点进行修改，然后按照以下公式进行施加。其中，缺陷在纵向为余弦形状（图2），在横向为抛物线形状（图3），也可以忽略横向几何变化，仅考虑公式前半部分。

其中，dm为缺陷最大深度，y0为缺陷施加的起始位置，w为缺陷横向宽度，x0为缺陷横向中心位置。通过指定上述参数，便可编写matlab程序进行寻找需要添加缺陷的位置，施加缺陷几何。

 部分MATLAB程序如下：

rail_node=importdata('rail.txt'); 
[m,n]=size(rail_node);
y0=-100;             %缺陷开始施加的纵坐标
CH=210;             %施加缺陷的长度
L=30;                   %缺陷波长
dm=0.05;                 %缺陷波深
w=30;                   %缺陷横截面宽度
x0=-742.488367;         %缺陷横截面中心位置

  以施加波磨为例，施加前光滑的轨面如图1所示，施加波磨后的轨面如图4所示。

图1

图2

图3

图4