随着我国重载铁路蓬勃发展,钢轨接触疲劳伤损问题日益严重,这增加了工务养护维修费用。钢轨滚动接触疲劳伤损是重载铁路钢轨主要伤损类型之一。钢轨滚动接触疲劳裂纹萌生扩展机理研究将为提出减缓滚动接触疲劳伤损提供理论依据。在实际情况中,钢轨接触疲劳裂纹萌生寿命会受到很多因素的影响,这些因素往往具有随机性,只有充分考虑因素的随机性,对钢轨接触疲劳裂纹萌生寿命的预测才会更加合理有效。文中考虑到了因素的随机性,对钢轨接触疲劳累积损伤进行了研究。首先,运用有限元理论,建立了三维轮轨接触有限元模型;利用十字正交试验方法,建立了轮轨接触位置、轮轨力、摩擦系数、温度应力、轨道横向刚度、轨道竖向刚度等六个参数试验方案,对影响钢轨接触疲劳裂纹萌生寿命的影响因素进行敏感性分析;研究认为:轮轨接触位置、轮轨力、摩擦系数对钢轨接触疲劳裂纹萌生寿命具有显著性影响。分析了轮轨接触位置和轮轨力对钢轨接触疲劳裂纹萌生寿命的影响;研究认为:当轮轨力一定、轮轨接触位置发生变化时,则钢轨接触疲劳裂纹萌生寿命主要受轮轨接触面积和接触斑形状的影响;当轮轨接触位置一定、轮轨力发生变化时,钢轨接触疲劳裂纹萌生寿命随轮轨力的变化与轮轨法向接触应力具有很大的相关性,轮轨法向接触应力越大,钢轨接触疲劳裂纹萌生寿命越小;当轮轨接触斑中滑动区面积增大时,钢轨接触疲劳裂纹萌生寿命也会增大。最后,考虑轮轨接触位置与轮轨力的随机性,在临界平面法的基础上,利用Miner定理,建立了随机参数下钢轨接触疲劳裂纹萌生寿命预测模型;研究认为:随机因素作用下,在50%的可靠度下,钢轨接触疲劳裂纹萌生寿命为47680次;轨头上每个点的疲劳损伤都集中在两个角度区域内,在该角度范围对应的斜面范围内,疲劳损伤比较严重且连续变化;将轨头选区内所有点的疲劳损伤临界面进行统计,结果表明,临界面与钢轨纵截面、钢轨轨面之间的角度并没有集中分布在某个角度区间,而临界面与钢轨横截面之间的夹角主要分布在55°~114°范围内。