60kg-m高精度重軌全萬(wàn)能成品孔研究和萬(wàn)能軋制有限元模擬.pdf

1、本文結(jié)合“十五”國(guó)家科技攻關(guān)計(jì)劃的重點(diǎn)項(xiàng)目“高速重載鋼材新技術(shù)”，對(duì)用萬(wàn)能軋機(jī)來(lái)生產(chǎn)60kg/m高精度重軌進(jìn)行了研究，為進(jìn)一步提高重軌的精度提出了將目前普遍應(yīng)用的半萬(wàn)能成品孔型改進(jìn)為全萬(wàn)能成品孔型的方法，并借助ANSYS/LS-DYNA軟件進(jìn)行了有限元模擬及分析。 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的發(fā)展，鐵路提速的頻率越來(lái)越快，這就對(duì)我國(guó)重軌的生產(chǎn)提出了更新更高的要求——生產(chǎn)重軌必須實(shí)現(xiàn)高精度軋制，而使用萬(wàn)能軋機(jī)來(lái)生產(chǎn)高精度重軌已成為必然趨勢(shì)。

2、 我國(guó)傳統(tǒng)重軌生產(chǎn)是在軌梁軋機(jī)上，由于這種傳統(tǒng)孔型法孔型設(shè)計(jì)不對(duì)稱，因此加工工藝是非對(duì)稱的，這就使成品斷面的對(duì)稱性不理想，產(chǎn)品各處尺寸的控制精度也不高。而萬(wàn)能軋制法保證了軋件從粗軌形到成品的變形均勻、對(duì)稱，減少了重軌的內(nèi)部畸變，使整個(gè)斷面均勻變形，從而提高重軌斷面尺寸和軋制精度。本次研究專門針對(duì)萬(wàn)能軋制法的成品孔型做了分析，對(duì)目前萬(wàn)能軋制中普遍應(yīng)用的半萬(wàn)能成品孔型和在本文中提出的全萬(wàn)能成品孔型做了對(duì)比分析，結(jié)果表明采用全萬(wàn)能成品

3、孔型不僅更能保證重軌軌頭踏面圓弧尺寸的精度，同時(shí)能減少軋制道次，提高軋制效率。全萬(wàn)能軋制法生產(chǎn)工藝的應(yīng)用，能滿足我國(guó)生產(chǎn)高精度重軌的需要，大大提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。為了深入研究60kg/m高精度重軌在軋制過(guò)程中的變形特點(diǎn)，采用了有限元模擬的方法進(jìn)行分析計(jì)算。 作者通過(guò)顯式有限元軟件對(duì)全萬(wàn)能法軋制60kg/m高精度重軌的整個(gè)軋制過(guò)程進(jìn)行了彈塑性有限元模擬。在模擬分析的過(guò)程中，幾何模型均采用實(shí)際尺寸，為提高計(jì)算效率，采用了質(zhì)量放縮

4、的方法，同時(shí)應(yīng)用沙漏控制技術(shù)，減少單元邊波浪形狀。通過(guò)有限元分析，得到了各道次軋件的斷面尺寸及變形參數(shù)，分析了典型道次的應(yīng)力、應(yīng)變分布及金屬流動(dòng)規(guī)律，并詳細(xì)分析了全萬(wàn)能成品孔中軋件軌頭受力和變形情況，更詳盡地闡述了全萬(wàn)能成品孔型對(duì)軌頭踏面圓弧的加工過(guò)程。 模擬結(jié)果中軋件尺寸和實(shí)際要求一致，證實(shí)了本次設(shè)計(jì)中全萬(wàn)能軋制法孔型系統(tǒng)的合理性，對(duì)采用全萬(wàn)能成品孔的萬(wàn)能軋制法投入實(shí)際生產(chǎn)應(yīng)用提供了一定的可行性支持，同時(shí)證明利用有限元分析軟件