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原文传递钢轨焊接接头应力的有限元分析

论文题名：	钢轨焊接接头应力的有限元分析
关键词：	钢轨焊接;接头应力;焊接接头伤损;钢轨焊缝;有限元软件;弹塑性;应力场;无缝线路;世界铁路;钢轨接头;弹性模量;泊松比;有限元模型;有限元分析;运营成本;运行速度;运输安全;有限元法;应力影响;验证模型
摘要：	当今世界铁路，以无缝线路代替鱼尾板钢轨接头来连接轨道上相邻两根钢轨是一种首选的方法。无缝线路的应用在很大程度上降低轮轨冲击载荷和提高钢轨的使用寿命，但随着铁路运行速度的提高，钢轨焊接接头伤损问题变得越来越严重，从而导致较高的铁路运营成本，直接影响铁路运输安全。因此，开展钢轨焊接接头研究具有很强的理论意义和工程应用背景，并可以取得巨大的经济效益和社会效益。　　本文以轨道力学理论和有限元法为基础，应用数值仿真方法对焊接接头力学问题进行研究。主要工作如下：　　 1.利用大型有限元软件ANSYS建立弹塑性钢轨焊接接头有限元模型，并进行有限元分析，从而得到钢轨焊缝内弹塑性应力分布状态，并与弹性模型结果比较，研究结果对于揭示轨头的破坏机理具有指导作用。　　 2.将有限元仿真结果与理论公式的计算结果进行比较，从而验证模型的正确性。　　 3.对于钢轨接头的材料特性，主要分析弹性模量、泊松比的影响。弹性模量和泊松比对钢轨焊缝内弹塑性应力场的影响主要表现在对最大剪切应力的影响，而对最大等效应力影响很小。同时还分析了材料屈服强度对钢轨焊缝内弹塑性应力场的影响。　　 4.对于扣件参数，主要分析了横向刚度、轨下垫层刚度对钢轨焊缝内弹塑性应力场的影响。　　 5.最后在全面总结论文工作的基础上，提出了今后可能的研究方向。
作者：	石建奎
专业：	机械电子工程
导师：	宋玉泉
授予学位：	硕士
授予学位单位：	浙江工业大学
学位年度：	2010
正文语种：	中文