轮对作为机车车辆重要承载部件所承受的负荷越来越恶劣,其暴露的疲劳可靠性方面的问题越来越多。轮轨接触表面之间反复传递十几吨的载荷,而接触斑面积仅为120mm2左右。所以,轮轨滚动接触疲劳破坏现象,如波浪形磨损、钢轨侧磨、压溃、剥离、断裂等现象十分严重。本文现场调研沈阳铁路局SS4型机车轮缘磨耗问题,统计了苏家屯机务段电力机车轮对检修数据,得到该段机车轮缘磨耗量与运行公里数的关系。总结得出机车轮缘磨耗大致可以分为三个阶段：初期剧烈磨耗阶段、较长期的稳定磨耗阶段、快速磨耗阶段。利用轮轨型面测量仪实测SS4机车JM3型磨耗车轮型面和小半径曲线钢轨型面,采用样条曲线拟合方法获得车轮几何型线和钢轨几何型线,对比分析不同磨耗阶段轮轨几何型线。不同磨耗阶段,轮轨剧烈磨耗的位置有所不同,轮轨几何型线改变量存在差异,轮缘磨耗比踏面磨耗剧烈,导致车轮提前镟修,钢轨侧面磨耗程度严重,磨耗量较大,成为小半径曲线段外股钢轨下道的主要原因。选取Ⅰ-Ⅳ型5种不同磨耗程度的车轮型面与曲线钢轨型面,建立三维轮轨接触有限元模型并进行弹塑性计算。计算结果表明：Ⅰ型磨耗车轮与磨耗钢轨接触,接触斑面积最小,高应力主要集中在轮缘根部,初期轮缘磨损剧烈；Ⅲ型磨耗车轮与磨耗钢轨接触,接触斑面积明显增大,轮轨接触应力相对减小,应力分布比较均匀,轮轨型面配合良好,轮缘磨耗减缓,车轮处于稳定磨耗阶段；Ⅳ型磨耗车轮与磨耗钢轨接触,轮缘处Mises应力相对Ⅲ时,增加了3.6倍,高应力集中位置逐渐从轮缘根部转移到轮缘处,车轮进入快速磨耗阶段。磨耗车轮与标准曲线钢轨接触。轮缘处接触斑面积很小,轮轨接触应力较大,高应力集中在轮缘根部附近,严重影响车轮正常通过曲线的性能,加剧轮缘磨耗和钢轨侧磨。干线铁路,曲线钢轨更新的周期远大于机车轮缘更新或镟修的周期,因此不同磨耗程度的机车车轮均有可能与曲线标准或磨耗钢轨接触。本文主要通过研究磨耗状态下车轮与曲线钢轨接触力学行为,重点分析磨耗状态下轮轨型面配合对机车轮缘磨耗问题的影响,从而为优化轮轨型面,减缓轮轨磨耗提供理论依据和参考。