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重轨复合矫直数值模拟及残余应力的研究
| 论文题名： | 重轨复合矫直数值模拟及残余应力的研究 |
| 关键词： | 重型钢轨;复合矫正;残余应力;显式动力学;数值模拟;矫正机 |
| 摘要： | 铁路建设是国民经济可持续发展的基础保障之一，而高质量的重轨对高速、重载铁路的建设至关重要。目前，国际上在制造高质量的重轨时，均采用由一台水平辊式矫正机和一台立辊辊式矫正机组成的先进的复合矫正机组(平立联合)对重轨进行矫正。而矫正作为重轨生产中最后一道变形工艺，对重轨最终质量(平直度、断面尺寸和残余应力等)起决定性作用。目前国内对重轨矫正所进行的研究仅限于水平辊式矫正，没有对重轨复合矫正进行研究。因此，本研究对提高重轨矫正质量，揭示重轨矫正机理有重要意义，同时可为重轨矫正机的设计及矫正工艺规程的制定提供科学依据。 本文首先综述国内外有关重轨矫正技术、矫正理论、矫正过程数值模拟的研究进展情况。基于显式动力学弹塑性有限元法基本理论，应用ANSYS/LS-DYNA软件对重轨矫正过程进行了数值模拟分析。通过研究重轨矫正过程的三维变形规律，得出了重轨内部的残余应力、应变的分布规律，以及矫正过程对重轨平直度的影响。考虑到矫正过程为多个矫正辊连续进行弯曲矫正，并且存在几何非线性、材料非线性和接触等问题，因此模型非常复杂，为此，在数值模拟中选用了显式动力学算法，研究结果表明在模拟重轨矫正过程中采用显式动力学算法是正确的。通过模拟程序结果的对比分析验证了复合矫直比单独水平矫直具有明显的优越性。在进行系统的理论分析的同时，本文还应用锯切法对重轨矫正后的残余应力进行了实验研究，与理论分析结果进行对比，并进行了误差分析。研究结果可以作为重轨矫正工艺参数选择的依据，研究方法对型钢辊式矫正过程具有重要的借鉴价值。 |
| 作者： | 李兴 |
| 专业： | 机械设计及理论 |
| 导师： | 宋华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 辽宁科技大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
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