日常常见的接触方式有很多种，有点与点的接触，面与点的接触还有面与面的接触，这三种接触方式都有其各自的特点，每一种接触方式都有其各自特定的解决方法和分析思路。在本论文中要研究的接触方式则为面对面的接触方式，对于接触问题的研究的前提就是要根据接触方式提供相应的接触单元，由于本实验是面对面的接触方式，所以我们要提供与之相匹配的接触单元，目前比较常见的面与面接触方式的接触单元有很多种，要根据实际情况做出合适的选择。每种接触方式都有其各自的优势和缺点，对于面与面的接触，我们普遍认为它有以下几个有点：

（1）对于高低阶的接触方式，面与面接触都是具备处理能力的。

（2）对于刚度分布不均匀的问题也可以有效地进行解决。

（3）接触方式有可能会发生变化，可能会产生更加优良的接触方式。

（4）任何形状或外表的问题都可以覆盖。

（5）与其他接触方式相比，计算过程更加简单，占用的空间也更小。

本实验的步骤首先要对目标对象进行建模，建模要合适合理，不适当的建模会导致实验结果的不准确，脱离客观实际，在建模工作完成后，要对网格进行区域分割，然后根据接触类型进行接触单元的确定，本实验中的接触类型为面与面接触，在确定了接触单元后，我们开始确定接触面与目标面分别是哪个面。在附录部分会有比较详细的步骤和具体的操作方法和一些实验的参数设置等等。接触有很多的类型，有时两个相互接触的物体只有接触但是没有发生摩擦的产生，当发生了这种摩擦时，我们会使用Ansys中的特定模型进行处理和分析，这种特定模型在相关问题的研究中是比较常见的。Keyopt是Ansys中十分重要的一个功能，在本如果我们不需要其他模块处于激活状态的话，应该将其设定为2。在使用此软件进行建模的方式有很多种，根据不同的建模需求可以选择不同的建模方式，一种是自上而下的建模，另一种是自下而上。这两种建模方法不同，需要进行的参数设置和定义内容也不相同。实验的过程中，我们为了使热自由度和其他模块处于工作的状态，默认将其设定为1，

1。3本论文的主要工作

本论文利用Ansys软件来对列车轮轨摩擦的问题进行研究，对轮轨接触部分的热温度场，应力场的变化进行模拟，根据变化规律来进行研究和总结。Ansys软件的核心就是有限元的思想，利用有限元的思想可以解决很多传统仿真系统无法解决的问题，尤其是对一些非线性接触的问题，利用有限元的思想可以有效方便快捷地解决。本论文主要就是根据软件建模后进行模拟运行后接触部分的温度和应力变化趋势进行分析和总结，根据实验结果和图表显示来进行初步分析，得到实验结果后要查阅书籍，寻找实验结果发生的科学依据和理论论证。本论文主要的工作内容包括：

（1）利用Ansys软件建立轮轨接触部分的模型，本实验假定列车的轮对与轨道是纯滑动的情况。为了不忽视其它环境因素的影响，我们要考虑到轮轨不同区域之间的热量传递和接触部分空气与钢轨和轮对进行热量传递。为了科学准确的计算实验结果，我们采用直接偶合法。

（2）在相同的条件下，利用相同的方法建立轮轨滚滑的模型，同样也不能忽视轮轨不同区域之间的热量传递和接触部分空气与钢轨和轮对进行热量传递。

（3）计算结果，对热温度场和应力的变化进行理论计算和分析总结。

2摩擦生热的相关理论

我们把两个物体表面分子产生相互撞击的现象称为物体摩擦。物体表面分子的互相撞击实际上就是物体摩擦的实质，也是为什么物体摩擦会生热的核心原因。当两个物体发生相互撞击时，由于相互撞击的物体所具有的动量不同，所以其中一个物体表面的分子会与另一个物体表面的分子会进行动能的传递。我们也可以假设一个物体相对于另一个物体是静止的，那么当两个物体碰撞时，相对运动的物体表面的分子会将动能传递给相对静止的物体表面，当静止物体表面分子获得动能后，会产生不规则的运动，由于他们的运动由定向变为不规则，从而会使物体内部的热能增加。静止物体的表面分子获得动能产生不规则运动后，还可能从物体表面进入到物体内部，导致物体内部的分子发生类似两个物体之间发生的碰撞，导致物体内部的热能增加，从而使内部温度上升。摩擦生热是物体表面的分子运动，无论物体相互运动快慢，强与弱，都会存在。摩擦生热理论是基于分子运动学而产生的理论，目前在工业中的应用已经十分广泛，许多工业机器为了降低摩擦生热带来的负面影响，进行表面材料的更改，降低材料表面分子活性以此降低分子间的动能传递，增加材料的抗热性也是一个重要有效的方法。