基于ANSYS Workbench的60kg-m重軌水平矯直模擬研究.pdf

1、鐵路是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的基礎(chǔ)之一，而負(fù)責(zé)鐵路安全、可靠運(yùn)行的基礎(chǔ)是鐵路的鋼軌。目前鐵路運(yùn)輸正向著高速化、重載化的方向發(fā)展，因而對(duì)高速鐵路用軌的平直度及殘余應(yīng)力情況也有了更高的要求。作為高速重軌生產(chǎn)過程中最后一道精整工序，矯直對(duì)重軌矯后殘余應(yīng)力及平直度有著決定性影響。就此圍繞矯直過程中的應(yīng)力變化規(guī)律以及矯直規(guī)程的優(yōu)化兩方面，開展如下研究：
　　1、以彈塑性理論及矯直原理為基礎(chǔ)，結(jié)合包鋼現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)中重軌矯直情況以及我國(guó)重軌矯直的發(fā)展研究現(xiàn)狀，利

2、用Pro/E建立了60kg/m重軌九輥矯直模型，利用ANSYS Workbench軟件的顯示動(dòng)力學(xué)模塊對(duì)矯直過程進(jìn)行模擬分析，得到了重軌矯直過程中應(yīng)力的演變規(guī)律，以及矯后殘余應(yīng)力和平直度情況。結(jié)果表明，軌頭在矯直過程中應(yīng)力狀態(tài)呈壓-拉交替變化，軌底則呈拉-壓的交替變化。重軌沿其截面高度方向的應(yīng)力分布呈“C”字形，即軌頭、軌底呈拉應(yīng)力狀態(tài)，在軌腰呈壓應(yīng)力狀態(tài)，平直度滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)要求。
　　2、采用“四因素五水平”正交試驗(yàn)對(duì)重軌的矯直

3、壓下規(guī)程進(jìn)行優(yōu)化模擬，選定水平九輥矯直中上四輥的壓下量作為變化因素，共擬定了25組方案并各自進(jìn)行了數(shù)值模擬，并借助spss軟件對(duì)各方案下的矯后平直度及殘余應(yīng)力分布狀態(tài)進(jìn)行綜合對(duì)比分析，在保證平直度的前提下，選擇重軌應(yīng)力值最小的一組壓下規(guī)程作為最優(yōu)壓下規(guī)程。在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步對(duì)矯直規(guī)程進(jìn)行優(yōu)化，以現(xiàn)場(chǎng)矯直速度作為參照，采用等增量的方法提高矯直速度并進(jìn)行多組模擬，找出合適的矯直速度。通過模擬分析表明最優(yōu)規(guī)程在保證重軌矯后平直度的前提下其殘余