现代物流产业的快速发展,对物流机械和设备有了更高的要求。作为物料搬运重要设备的起重机在现代化生产过程中应用越来越广,作用越来越大,对起重机的要求也越高。为适应快速增长的工业需求,起重机出现大型化和高速化的趋势。这必然使得整机重量增大,轮轨间的压力增加,对起重机轨道和车轮的强度、承载能力和使用寿命提出更高的要求。因而,有必要研究轮轨接触应力,并且在研究的基础上改进港口起重机的设计。按照目前我国起重机设计规范,车轮与滚轮的设计计算中车轮踏面疲劳计算仍沿用线接触和点接触计算两种方法,接触应力采用的由是赫兹线弹性接触理论得出公式。然而,应用赫兹接触理论有两个限制条件;·无摩擦弹性体接触;·接触区尺寸远小于接触体尺寸和曲率半径,并且在接触过程中保持不变。实际工程中的起重机轮轨接触问题,由于其巨大的自重及起重量,在很高的轮轴载荷作用下,使得车轮与轨道接触部分局部材料成为塑性,线弹性假设无法满足,车轮踏面与轨道面之间处于接触状态,由于滑动摩擦力的影响,接触状态在不断改变。因而采用赫兹理论公式进行设计计算存在不合理性。本论文的主要工作如下;1.查阅相关文献获取本课题在国内外的研究动态及发展趋势;2.建立起重机车轮与轨道的三维实体模型;3.从有限元的基本理论研究入手,结合ANSYS软件特点,通过对非线性有限元和接触问题分析的总结,实现对接触问题收敛性的控制。4.进行车轮弹性材料接触分析,并与赫兹接触理论进行比较;5.进行车轮弹性材料与弹塑性材料接触状态分析,并进行比较;6.分别对点接触和线接触状态车轮轨道进行分析,比较分析结果7.综合以上分析结果,得到不同状态下的车轮轨道系统的应力分布,并对之进行总结和研究,对现行起重机车轮轨道设计理论提出改进意见。