随着我国高铁的快速发展,人们对车辆运行品质的要求也不断提高,这就使得轮轨损伤问题变得更加凸显,其中车轮擦伤是一种较为严重的车轮损伤,车轮擦伤后运行会给行车带来极大的安全隐患,因此为了保障车辆的安全运行,车轮擦伤形成过程和擦伤对车辆运行的影响规律的研究具有非常重要的意义和实用价值。论文利用JD-1轮轨模拟试验机来模拟车辆制动过程,预制了不同影响因素下形成的车轮踏面擦伤,并在试样擦伤后进行了滚动接触疲劳试验,通过多种分析手段,研究了擦伤的形成机理和不同擦伤对车轮运行造成的影响规律。并且使用ABAQUS有限元仿真软件对擦伤区形成过程的温度场的分布和温度变化进行了动态模拟。论文研究主要结论如下:(1)擦伤会导致车轮磨损量的增加,擦伤区会形成严重的塑性变形层和主要是由热影响造成的马氏体白层;车轮带着擦伤运行会造成更大的磨损,并对会车轮寿命造成严重的影响,且滚动后的擦伤区前中后部分别形成了不同的表面损伤形貌。(2)随着制动速度和制动时间的增加,试样磨损量增加、擦伤区表面硬度、擦伤区塑性变形层厚度和白层厚度都会增加;同时,在车轮运行后擦伤区后部形成的裂纹长度和扩展角度都将随制动速度和制动时间的增加而增加。(3)擦伤对不同车轮材料试样的磨损量、擦伤区表面损伤和白层厚度影响不大;但随着车轮材料中含碳量的提高,擦伤区塑性变形层厚度减小,车轮材料抗变形能力增加,擦伤区形成的白层中马氏体转率提高,且形成的白层脆性提高,更容易导致白层的断裂,形成更严重的垂直裂纹。(4)制动时擦伤区形成的温度场呈中心温度高边缘温度较低的分布形态,且随着制动速度和时间的增加,擦伤处形成的热影响区范围和擦伤区最高温度都增加并超过了车轮钢奥氏体化的相变温度,同时擦伤区中心点温度呈迅速上升并随后下降的趋势,这与擦伤区形成马氏体白层和白层厚度变化的规律相对应。