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[博士]高速道岔尖軌矯直理論及應(yīng)用研究

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內(nèi)容簡介

  高的平順性是提高列車過岔速度、提高旅客乘坐舒適性及保障列車運(yùn)行安全的基礎(chǔ),因此高速道岔對制造精度要求非常高。尖軌矯直是高速道岔生產(chǎn)的關(guān)鍵工藝環(huán)節(jié)之一,尖軌矯后線形對道岔的平順性等制造精度影響較大,軌底殘余應(yīng)力影響尖軌的使用壽命。當(dāng)前尖軌矯直仍停留在憑操作者經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行粗放生產(chǎn)的水平,需多次反復(fù)才能矯直合格,返工率高,產(chǎn)品報(bào)廢也時(shí)有發(fā)生,勞動(dòng)強(qiáng)度大,效率低,而且達(dá)到高精度要求比較困難,影響高速道岔生產(chǎn)進(jìn)度,增加產(chǎn)品成本。本文針對高速道岔尖軌的矯直特點(diǎn),基于彈塑性理論,通過理論分析、有限元數(shù)值計(jì)算,對高速道岔尖軌矯直理論及相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行研究,論文的主要研究工作如下:  (1)尖軌矯直理論研究  在分析壓力矯直基礎(chǔ)理論基礎(chǔ)上,通過采用彈塑性理論,建立具有復(fù)雜斷面特性的高速道岔尖軌矯直力學(xué)分析模型,對尖軌矯直的彈塑性區(qū)域分布、矯直應(yīng)力、殘余應(yīng)力、尖軌矯直撓度及殘余幾何形態(tài)進(jìn)行分析討論,研究尖軌矯直機(jī)理,建立相應(yīng)的計(jì)算公式。采用數(shù)值計(jì)算方法,通過編程求解尖軌不規(guī)則形狀截面彈塑性區(qū)域分布方程、應(yīng)力方程及撓度方程?! ?2)尖軌矯直有限元分析研究  針對復(fù)雜結(jié)構(gòu)構(gòu)件,無法用解析法求解矯直參數(shù)的工程難題,采用彈塑性有限元法,建立尖軌矯直三維實(shí)體模型,對尖軌豎向矯直、橫向矯直及曲線尖軌頂彎進(jìn)行有限元分析計(jì)算,詳細(xì)分析尖軌豎向矯直、橫向矯直及曲線尖軌頂彎的線形變化、矯直應(yīng)力和殘余應(yīng)力分布規(guī)律。結(jié)果表明,豎向矯直與橫向矯直的線形變化、矯直應(yīng)力和殘余應(yīng)力分布規(guī)律不同,橫向矯直與項(xiàng)彎的線形變化、矯直應(yīng)力和殘余應(yīng)力分布規(guī)律比較相似?! 轵?yàn)證本文采用的彈塑性有限元法及計(jì)算模型的正確性,進(jìn)行尖軌矯直試驗(yàn)。結(jié)果表明,有限元計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相差較小,本文采用的彈塑性有限元法及計(jì)算模型可用于尖軌矯直分析?! ?3)尖軌矯直關(guān)鍵參數(shù)研究  加載支距和壓彎量是尖軌矯直的兩個(gè)關(guān)鍵矯直參數(shù)。分析不同加載支距及壓彎量條件下尖軌的殘余變形、矯直應(yīng)力、殘余應(yīng)力和矯直力的變化規(guī)律。結(jié)果表明,殘余變形、矯直應(yīng)力、殘余應(yīng)力和矯直力隨加載支距的增大而減小,隨壓彎量的增大而增大?! ?4)初始變形及矯直部位對尖軌矯直的影響研究  分析尖軌在不同初始變形條件下矯后殘余線形、矯直應(yīng)力和殘余應(yīng)力。結(jié)果表明,不同初始變形尖軌在相同矯直參數(shù)條件下殘余撓度、矯直應(yīng)力及殘余應(yīng)力相差不大。尖軌不同彎曲方向矯后殘余應(yīng)力及線形變化不同?! 》治黾廛壊煌课怀C后殘余線形、矯直應(yīng)力和殘余應(yīng)力。結(jié)果表明,尖軌切削部位被削弱,抗彎模量變小,相同的壓彎量所需矯直力減小,殘余曲率、矯直應(yīng)力及殘余應(yīng)力減小。  (5)尖軌矯直工藝及矯直質(zhì)量評價(jià)方法  總結(jié)分析尖軌支點(diǎn)、壓點(diǎn)組合的確定方法及原則。采用有限元方法,編程計(jì)算尖軌矯直及尖軌頂彎的壓彎量。結(jié)果表明,給定尖軌初始曲率半徑條件下,加載支距越大,所需壓彎量也越大;相同加載支距下,初始曲率半徑越大,所需壓彎量越小。尖軌初始曲率半徑越小,矯直后軌底殘余拉應(yīng)力越大;曲線尖軌頂彎時(shí)加載支距越大,所需壓彎量也越大,但軌底最大殘余拉應(yīng)力相差不大?! 〗⒓廛壋C直質(zhì)量評價(jià)方法,結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際及高速道岔的技術(shù)要求,分析討論尖軌矯直質(zhì)量檢測內(nèi)容及檢測方法,為高速道岔矯直質(zhì)量評價(jià)提供指導(dǎo)。

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發(fā)布:2007-11-24 10:35    編輯:泛普軟件 · xiaona    [打印此頁]    [關(guān)閉]
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