WJ-7型扣件在列车冲击下动力仿真分析

为了分析WJ-7型扣件弹条在列车高速运行下所引起的铁轨对弹条的冲击影响,采用Midas FEA有限元软件建立详细的扣件系统有限元模型,基于车辆-轨道耦合动力学理论,分析WJ-7型扣件弹条在安装过程中的受力及列车冲击荷载作用下的受力特性,对比分析静力与冲击力下的应力大小与位置和不同冲击力下的应力位置与大小。弹条在1、2和3k N冲击力作用下,弹条的最大应力发生在与铁垫板接触的部位,最大应力为1853MPa。10k N的扣压力下的静力分析,弹条的最大应力同样发生在与铁垫板接触的部位,最大应力为1765MPa。随着列车的反复通过,弹条容易在这区域萌生裂纹最终裂纹扩展导致弹条发生疲劳断裂。数值分析结果与现场多处弹条断裂破坏位置吻合,分析结果可为以后弹条的设计,优化,安全提供参考依据。

高速铁路弹条强度的试验分析与数值模拟

WJ-7型扣件弹条技术是高速铁路无砟轨道的关键技术之一,为研究弹条在实际工作时的应力分布状况和强度,首先采用MTS809电液伺服液压试验机对机械加工后的弹条进行拉伸试验,得出弹条的抗拉强度在1900 MPa左右;然后采用应变电测法测出弹条各测点在不同扣压力下等效应力值;最后使用ABAQUS有限元软件建立完整的扣件模型,对扣件弹条进行数值分析。通过试验和有限元对比得出弹条扣压力与等效应力呈线性关系且弹条后端大圆弧处是应力最大的危险部位;扣压力为30 kN时,弹条后端大圆弧处等效应力为1929.5 MPa,超过了弹条的抗拉强度。