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钢轨端部弯曲的压力矫直计算研究
| 论文题名： | 钢轨端部弯曲的压力矫直计算研究 |
| 关键词： | 钢轨端部弯曲;压力矫直;多辊式矫直机;压力矫直变形;弹塑性力学;有限元模拟 |
| 摘要： | 钢轨平直度直接影响着列车的运行速度和旅客的舒适性，甚至危及行车的安全性。 在钢轨的生产过程中，一般采用多辊式矫直机进行矫直以保证其平直度。然而，经辊式矫直机矫直后的钢轨在端部仍会存在矫直盲区，端部弯曲使得在铁路线路上的钢轨对接有困难，给行车带来影响，因此还需采用压力矫直机对钢轨端部进行补充矫直。所以，如何保证钢轨端部平直度就成为一个研究重点。本文在现有矫直过程模型的研究基础上，采用“理论分析－有限元模拟－现场实验数据分析”相结合的研究方法，针对钢轨端部弯曲的压力矫直问题展开研究。主要工作如下： 以弹塑性力学理论为基础，分析了压力矫直变形过程，依据压力矫直工艺流程指出了主要矫直工艺参数。对现有的压力矫直工艺参数计算方法进行了总结，针对目前工艺参数理论计算方法所存在的不足，本文将从基于矫直过程模型这一角度进行矫直工艺参数的理论计算研究，并对矫直过程模型进行了详细介绍。 鉴于有限元方法在压力矫直问题中的成功应用，本文结合钢轨实例在ANSYS 软件中进行了压力矫直过程的有限元模拟，获得了矫直过程的载荷－挠度曲线，同时对矫直压力与残余应力的关系进行分析。为便于钢轨端部弯曲的理论计算研究，对钢轨横截面进行了简化。 在现有矩形截面和轴类工件的压力矫直过程模型研究基础上，推导建立了工字截面工件的矫直过程模型，获得钢轨端部弯曲矫直所需矫直载荷和矫直行程的计算方法。运用该计算方法结合实例进行了矫直工艺参数的理论计算，并将该理论计算结果与ANSYS 模拟结果进行比较，发现二者的计算结果非常接近，误差较小。在一定程度上验证了基于矫直过程模型的理论计算方法的正确性。 采用工字截面试件进行了类比实验，通过比较发现，依据矫直过程模型进行理论计算所得和实验所得载荷－挠度曲线吻合良好，证实了基于矫直过程模型的理论计算方法的正确性，验证了该模型在工字截面类试件的矫直工艺参数计算方面的适用性。说明该模型可以有效的用于钢轨端部弯曲的压力矫直工艺研究，并为相应钢轨矫直机的研发提供了一定的理论指导，具有实际意义。 |
| 作者： | 盛艳明 |
| 专业： | 载运工具运用工程 |
| 导师： | 李骏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华东交通大学 |
| 学位年度： | 2008 |
| 正文语种： | 中文 |
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