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作者：张友鹏;丁彦龙;李军丽;郑泽荣;
单位：兰州交通大学自动化与电气工程学院;
摘要：为探明列车经过高铁站内机械绝缘节时高温电弧对钢轨材料的侵蚀影响，基于磁流体动力学理论，耦合电磁场、流场和热场的相互作用，在建立电弧模型和钢轨表面熔池模型的基础上，计算不同电弧电流和发生频次下钢轨表面热流密度及熔池的宽度、深度和面积，分析电弧电流和发生频次对钢轨侵蚀的影响。结果表明：电弧热场作用下钢轨表面的热流密度呈高斯分布，峰值可达220 MW·m~(-2)；电弧电流超过100 A时，电弧的单次作用即可在钢轨表面上形成熔池；随着电弧电流和发生频次的增加，熔池的宽度和深度都会增大，电弧电流主要影响钢轨熔池沿径向发展，而电弧发生频次主要影响钢轨熔池沿轴向发展；牵引等级超过5级或者电弧发生频次不小于4次时，钢轨表面出现伤损。通过控制列车发车时的牵引等级不超过5级或减少电弧发生频次，可以在一定程度上减少电弧对钢轨的侵蚀。
关键词：钢轨侵蚀;;高铁站内;;电弧;;电流;;熔池;;磁流体动力学;;多物理场
基金资助：国家自然科学基金资助项目（51967010）;; 兰州交通大学青年科学研究基金资助项目（2019033）
