無縫鋼軌鋁熱焊接接頭力學(xué)性能的有限元分析.pdf

1、無縫線路是當(dāng)今鐵路發(fā)展和進(jìn)步的重要標(biāo)志，對(duì)社會(huì)生產(chǎn)力的發(fā)展起到了很大的推動(dòng)作用。無縫線路以鋼軌焊接技術(shù)為基礎(chǔ)，通過鋼軌焊接取代了大部分普通鋼軌接頭，節(jié)省大量鋼軌接頭材料的同時(shí)還能滿足列車高速運(yùn)行的要求。隨著無縫線路不斷高速重載化，鋼軌焊接接頭的質(zhì)量和穩(wěn)定性問題日益加重，鋁熱焊接接頭更是無縫線路的薄弱環(huán)節(jié)，嚴(yán)重時(shí)將危及行車安全。因此，開展鋼軌鋁熱焊接接頭的性能和穩(wěn)定性研究就顯得迫在眉睫。
　　 針對(duì)焊接接頭性能的研究問題，分析了本

2、文結(jié)合鋁熱焊參數(shù)進(jìn)行接頭性能有限元模擬的可行性?；阡撥変X熱焊接熱分析理論，建立了鋼軌鋁熱焊接熱傳遞有限元模型，將熱傳遞的三種形式包括熱傳導(dǎo)、對(duì)流和熱輻射考慮在模型中，并采用計(jì)算流體力學(xué)軟件(CFD)對(duì)使用雙冒口側(cè)頂式澆注系統(tǒng)的鋼軌鋁熱焊接主要過程進(jìn)行了數(shù)值模擬，得出了不同焊接熱條件下的影響鋼軌鋁熱焊接接頭性能的焊接參數(shù)，為輪軌滾動(dòng)接觸狀態(tài)下的鋁熱焊接接頭有限元模型的建立提供依據(jù)。
　　 運(yùn)用Hertz接觸理論得到了輪軌接觸的法

3、向力分布規(guī)律，基于車輛－軌道耦合動(dòng)力學(xué)模型求解了輪軌接觸關(guān)系，并考慮了焊接接頭存在短波低塌不平順時(shí)的接頭動(dòng)力學(xué)特性。結(jié)果表明:輪軌法向沖擊載荷隨車速的增加近似成線性增長，隨焊接接頭離最近軌枕的距離的增大而減小等。建立了輪軌接觸時(shí)的焊接接頭有限元模型，結(jié)合各項(xiàng)影響參數(shù)進(jìn)行了輪軌滾動(dòng)、滑動(dòng)工況下的接頭力學(xué)性能分析。結(jié)果表明:列車運(yùn)行時(shí)應(yīng)盡量避免車輛緊急制動(dòng)以及啟動(dòng)加速空轉(zhuǎn)的發(fā)生;在進(jìn)行鋁熱焊接時(shí)應(yīng)盡量將接頭焊縫設(shè)置在距離鄰近軌枕較遠(yuǎn)處，同時(shí)