随着我国铁路高速和重载的发展,轮轨磨耗问题日趋严重,每年都给铁路运输业造成巨大的经济损失,其解决与否直接影响到铁路的快速发展。本文将有限元参数二次规划法引入到轮轨磨耗问题的研究之中,按照轮轨实际几何关系建立真正的三维模型,完全避免了传统的解析或半解析法中的Hertz假设和弹性半空间假设,可以对轮轨这一弹塑性接触问题进行精确的计算分析。本文建立了锥形踏面、磨耗形踏面的机车和车辆车轮分别与标准轨道相接触的三维有限元计算模型,模型还考虑了轨枕和部分道床的弹性作用。在大量弹性接触计算的基础上,又进行了大量弹塑性接触计算,得到了大量的轮轨接触力、接触状态及轮轨应力的数据。通过对计算结果的详细分析,得出了一系列机车车辆结构和运用参数对轮轨接触性能影响的规律。本文根据轮轨系统各种载荷、几何尺寸、轮轨相对位置等参数分别建立有限元计算模型,进行弹塑性接触计算,并根据计算结果全面分析接触力和轮轨应力的变化规律,重点分析轮轨磨耗的机理。分析在轮轨磨耗过程中,轮轨载荷、相对位置等各参数在磨耗过程中的作用与权重。同时还建立了轮缘润滑、磨耗形踏面和耐磨梯度材料的计算模型,分析这几种减缓轮轨磨耗方法的减磨机理。本文的研究方法和结果将对于减缓轮轨磨耗有重要的指导意义。