波纹轨腰钢轨轧制的数值模拟与实验研究

用MARC有限元软件对一种新型钢轨———波纹轨腰钢轨进行了轧制模拟计算,并进行轧制实验,掌握了波纹轨腰钢轨变形的特点和轧制过程中的关键技术。实验结果表明,波纹轨腰钢轨完全可以通过轧制方法生产。由于波纹轨腰钢轨有优越的力学性能,将有很好的开发应用前景。

波纹轨腰钢轨万能轧制数值模拟与实验研究

利用显示动力学有限元分析方法,模拟了波纹轨腰钢轨的轧制过程;分析了轧制速度、压下量、轧件初始厚度对轧制力的影响。在燕山大学三机架万能轧机上进行了波纹轨腰钢轨的轧制实验,在相同的轧制条件下,实验所得的轧制力与数值模拟所得的轧制力基本相符,证明了理论分析的正确性。说明用数值模拟所得的轧制力能参数能够用于指导实际生产中工艺参数的制定。

波纹轨腰钢轨的力学计算

介绍一种新型结构钢轨——波纹轨腰钢轨,这种钢轨的轨腰呈波纹板状。首次给出了这种新型钢材的截面几何性质及相关数据,并对这种新型钢轨进行了力学计算,分析了这种新型钢轨在侧向钢度和稳定性方面的优越性,并与现有平板状轨腰钢轨进行了比较,为钢轨结构研究提供一个新的思路。

波纹轨腰钢轨的变形特点分析

基于有限元软件ANSYS/LS-DYNY,模拟了波纹轨腰钢轨的轧制过程。分析轧制波纹轨腰钢轨时,咬入条件、变形区、伸长系数、前后滑区等与轧制普通钢轨的不同。通过其轧制变形特点的分析,找出轧制波纹轨腰钢轨轧制力大的原因。结果表明,轧制波纹轨腰钢轨时,只要轧件与齿型辊接触,就能保证咬入;轧制形变区的存在对金属起到了预变形的作用,同时也是轧制力较大的原因;为了保证波纹轨腰轨头和轨底的均匀伸长,应使轨腰的总体伸长系数与轨头和轨底的伸长系数一致。

齿型辊辊型曲线对波纹轨腰钢轨轧制力的影响

波纹轨腰钢轨是一种特殊的钢轨结构。轧制波纹轨腰钢轨的水平辊由于其外形接近于直齿齿轮而被称为齿型辊。齿型辊的辊型曲线对波纹轨腰的轧制成品质量、成形过程及轧制力均有较大的影响。设计了轧制波纹轨腰的齿型辊辊型曲线,建立了波纹轨腰钢轨轧制的有限元模型,利用ANSYS/LS-DYNA软件模拟了波纹轨腰钢轨的轧制过程。在相同压下量和轧制速度条件下,比较了波纹轨腰钢轨轧制时,实验用辊型曲线和设计辊型曲线轧制力的大小。根据分析结果,设计辊型曲线的轧制力明显小于实验辊型曲线的轧制力。因此,优化辊型曲线从而减小轧制力是必要的。

波纹轨腰钢轨的力学性能和显微组织研究

波纹轨腰钢轨是在波纹腹板H型钢的基础上提出的。建立了普通钢轨和波纹轨腰钢轨的有限元模型,用ANSYS/LS-DYNA软件比较了波纹轨腰钢轨和普通钢轨的动力学性能。并在材料实验机上进行了波纹轨腰钢轨的静力学实验。通过动态模拟和静力学实验均表明波纹轨腰钢轨的力学性能优于普通钢轨。对波纹轨腰钢轨和普通轨进行显微组织观测分析,波纹轨腰钢轨的显微组织与之相差不大。由此得出,波纹轨腰钢轨的力学性能优越的原因在于其特殊的结构形式。

波纹轨腰钢轨力学性能

为了适应铁路运输的新要求,把波纹腹板H型钢的研究成果应用到钢轨上,开发出新型波纹轨腰钢轨,一种新型的钢轨结构。把普通钢轨的平轨腰结构轧制成波纹结构,会提高钢轨的承载能力和钢轨的稳定性。为了分析波纹轨腰钢轨的力学性能,基于有限元软件DEFORM,分别建立了普通钢轨和波纹轨腰钢轨的有限元模型。通过动力学模拟可知,在相同载荷和运动速度作用下,波纹轨腰钢轨的所受的最大应力、等效应变和X方向的位移均小于普通钢轨。并进行了静力学模拟和实验,其结果说明波纹轨腰钢轨的承载能力是普通钢轨的1.3倍以上。

热轧波纹轨腰钢轨残余应力的有限元研究

本文利用动力学有限元分析方法 ,对波纹轨腰钢轨的热轧过程进行了有限元模拟。并对轧制后的波纹轨腰钢轨的残余应力的分布情况进行了分析,以及对影响残余应力值的轧制速度、压下量比值、轧制温度等进行了分析。从而为控制轧制后的残余应力值的大小提供了依据。

SA-FEM相结合的方法优化波纹轨腰钢轨结构

波纹轨腰钢轨已经轧制成功,这种新型钢轨的力学性能比普通钢轨好。波纹轨腰钢轨的波纹参数对其力学性能有直接影响,所以对波纹轨腰钢轨的波纹参数进行优化是十分必要的。本文把模拟退火算法(SA)和有限单元法(FEM)有机地结合起来,建立了一种新的结构优化方法。并编制SA和FEM相结合的程序,优化波纹轨腰钢轨的波纹参数。

波纹轨腰钢轨开发的实验研究

波纹钢腹板以其独特的受力特点,在工程建设领域得到极其广泛的应用,在波纹腹板H型钢的基础上,开发一种新型波纹腹板产品———波纹轨腰钢轨,介绍了这种钢轨的力学特性,并在燕山大学轧钢实验室三机架万能机组上进行的轧制试验,结果表明这种具有优越力学性能的波纹轨腰钢轨完全可以通过轧制方法生产,会有很好的开发前景。