鱼尾板又叫铁道接头夹板,是铁路轨道接头零件的重要组成部分,起着连接钢轨并使其平稳过渡的作用。鱼尾板失效会造成轨道和车辆结构各零部件破坏,甚至危及行车安全。因此,有必要对轨道联接零件系统的力学性能进行研究。本文基于有限元理论,对适用于50kg/m钢轨鱼尾板进行接触力学分析,最后对50kg/m钢轨鱼尾板进行优化设计。运用车辆/轨道耦合动力学理论方法,分析了鱼尾板的受力状态。采用非线性接触理论,建立了鱼尾板的有限分析模型。利用有限元方法,对轨道联接零件系统进行接触性能的研究,重点分析了鱼尾板的内部应力分布情况,受到外载荷作用的鱼尾板表面接触等效应力的分布以及变形量的情况。接触应力的计算结果表明:在曲线区段上,轮轨横向力和垂向力综合作用下,低速范围内鱼尾板接触应力和位移量随速度增大而缓慢增加,接触应力基本呈水平趋势。随着列车速度进一步增加,接触部位发生弹性变形,鱼尾板的接触应力增幅较大,最大等效应力和位移量增加明显,且最大等效应力小于屈服极限,但应力集中的部位在载荷循环作用下可能会导致裂纹的产生。在直线区段上,鱼尾板接触应力与在曲线区段上时应力变化情况基本一致:在低速范围内鱼尾板接触应力和位移量变化不明显,随着速度进一步增大,最大等效应力显著增加,在允许速度范围内最大等效应力均不超过屈服极限。分析了50kg/m轨鱼尾板在不同工况下的应力,设置轨缝值为8mm,研究了螺栓孔形状和排列方式应力的影响。计算结果表明:两种优化方案的鱼尾板等效应力整体变化相同:在低速范围内接触等效应力分别大约增大3.05%和3.35%,但速度为70km/h工况的鱼尾板最大等效应力分别下降10%和11.73%,最大等效应力下降明显,高低速应力差减小,此工况下等效应力值波动范围缩小,应力变化趋于平稳,且都小于屈服极限。在动载荷循环作用下,由于等效应力波动幅值变小,优化后的鱼尾板不容易产生裂纹,延长其失效时间,达到优化目的。