道岔钢轨件三点压力横向顶调数学模型研究
发布时间：2021-09-07 09:19
道岔是铁路轨道装备的重要组成部分,是列车换向必不可少的关键设备。随着我国高速铁路运行里程和运行速度不断提高,对道岔装备的质量和产量提出了更高的要求。道岔钢轨件需要对原始轨件的弯曲缺陷进行矫直,在相应位置对轨件进行顶弯,统称为道岔钢轨件的顶调工艺,其顶调精度决定着列车运行的平顺性和可靠性。而目前道岔钢轨件主要凭借人工经验确定顶调工艺参数,手工操作压力机进行顶调,顶调精度不稳定、生产效率低、劳动强度大。因此本文以道岔基本轨件为研究对象,基于弹塑性力学及压力矫直理论,分析轨件压力顶调过程中的载荷-挠度关系,采用“理论分析-有限元仿真-实验验证”相结合的方法,对道岔钢轨件的压力顶调问题进行研究,主要研究内容如下:（1）进行U71Mn钢轨钢常温下的拉伸试验,获取材料的真实应力应变数据,建立该材料的线性强化应力应变模型,为道岔钢轨件三点压力顶调的理论计算及有限元分析提供材质参数和模型基础。（2）分析50kg/m、60kg/m和75kg/m型号道岔基本轨件横向顶调过程的弯矩、塑弯比与弹区比的关系曲线,标定出了最小弹区比以及最大塑弯比,建立了不同支距下、三种型号轨件横向顶调过程的载荷-挠度理论数学模型...
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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拉伸
第3章道岔钢轨件顶调过程数学模型研究-23-3.1.3拉伸试验应力应变数据通过材料拉伸试验机得到的应力应变数据为材料的工程应力-应变数据，在轴向拉伸试验中，试件的拉力与初始横截面积的比值称为工程应力，然而塑性材料在拉伸试验进入屈服阶段时，会发生显著的塑性变形，试件的截面积也会逐渐变小，在进入强化阶段后，试件的颈缩现象更加明显，颈缩部分的应变比试件其他部分的应变要大，截面积比其余部分的要校因此，当试件变形进入塑性阶段后，用工程应力-应变数据表征材料的力学性能是不真实的，应当通过公式(3-1)将材料的工程应力-应变数据转换成真实应力-应变数据，图3-5为U71Mn钢轨钢工程应力应变和真实应力应变数据。()()TEETE=1ln1ssεεε×+=+(3-1)式中Ts——工程应力(MPa)；Tε——工程应变；Es——真实应力(MPa)；Eε——真实应变。图3-5U71Mn钢轨钢工程及真实应力应变数据从U71Mn材质的真实应力应变曲线可以看出，该轨材质没有明显的屈服平台，整个拉伸过程可以分为两个阶段，即弹性变形阶段、屈服强化阶段和颈缩后的局部变形阶段；在弹性变形阶段，应力应变关系是线性的，弹性模量E为214000MPa；在屈服强化阶段，材料发生塑性变形，应变速率的变化加快，应力的变化比较缓慢，材料发生塑性强化来抵抗变形，屈服强度p0.2s为636MPa；当达到金属材料的抗拉强度时，材料由均匀塑性变形转变成局部集中塑性变形阶段，将会出现颈缩的现象，
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属棒材四点弯曲压力矫直行程预测模型研究[J]. 魏钦玉,沈顺成,卢红,张永权. 机械设计与制造. 2019(10)
[2]An Iterative Compensation Algorithm for Springback Control in Plane Deformation and Its Application[J]. Rui Ma,Chunge Wang,Ruixue Zhai,Jun Zhao. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2019(02)
[3]中国高速铁路发展进程与发展前景展望[J]. 余瑞轩. 科技经济导刊. 2018(32)
[4]高速铁路道岔技术体系及运营现状[J]. 司道林,王树国,葛晶,王猛,钱坤,杨东升. 中国铁路. 2017(12)
[5]中长期高速铁路网规划相关问题研究[J]. 余巧凤,梁栋. 铁道经济研究. 2017(01)
[6]考虑应力叠加的矫直行程预测模型研究[J]. 卢红,张永权,高圣,凌鹤. 华中科技大学学报(自然科学版). 2016(09)
[7]往复弯曲统一曲率定理及其试验验证[J]. 于高潮,赵军,马瑞,翟瑞雪. 机械工程学报. 2016(18)
[8]高速铁路道岔系统理论与工程实践研究综述[J]. 王平,陈嵘,徐井芒,马晓川,王健. 西南交通大学学报. 2016(02)
[9]我国铁路道岔现状与发展[J]. 王树国. 铁道建筑. 2015(10)
[10]重轨水平矫直过程纵向应力变化规律模拟研究[J]. 郭喜平,方伟欣,王岩,周双. 内蒙古科技大学学报. 2015(03)
博士论文
[1]高速道岔尖轨矫直理论及应用研究[D]. 周文.西南交通大学 2008
硕士论文
[1]型材四点往复弯曲矫直新工艺[D]. 郝小琴.燕山大学 2019
[2]基于挠度控制的轴类零件回弹迭代补偿技术研究[D]. 张洋.燕山大学 2018
[3]大型直缝焊管三点压力矫直智能控制系统[D]. 魏然.燕山大学 2018
[4]轴类零件压力校直仿真研究[D]. 何青松.重庆理工大学 2018
[5]U71Mn60kg/m百米重轨矫直模拟研究[D]. 石苗苗.大连交通大学 2017
[6]细长杆件矫直工艺关键技术研究[D]. 赵子建.合肥工业大学 2017
[7]AT钢轨矫正的数值模拟[D]. 杨小代.燕山大学 2011
[8]钢轨端部弯曲的压力矫直计算研究[D]. 盛艳明.华东交通大学 2008
本文编号：3389288
【文章来源】：燕山大学河北省
【文章页数】：102 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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拉伸
第3章道岔钢轨件顶调过程数学模型研究-23-3.1.3拉伸试验应力应变数据通过材料拉伸试验机得到的应力应变数据为材料的工程应力-应变数据，在轴向拉伸试验中，试件的拉力与初始横截面积的比值称为工程应力，然而塑性材料在拉伸试验进入屈服阶段时，会发生显著的塑性变形，试件的截面积也会逐渐变小，在进入强化阶段后，试件的颈缩现象更加明显，颈缩部分的应变比试件其他部分的应变要大，截面积比其余部分的要校因此，当试件变形进入塑性阶段后，用工程应力-应变数据表征材料的力学性能是不真实的，应当通过公式(3-1)将材料的工程应力-应变数据转换成真实应力-应变数据，图3-5为U71Mn钢轨钢工程应力应变和真实应力应变数据。()()TEETE=1ln1ssεεε×+=+(3-1)式中Ts——工程应力(MPa)；Tε——工程应变；Es——真实应力(MPa)；Eε——真实应变。图3-5U71Mn钢轨钢工程及真实应力应变数据从U71Mn材质的真实应力应变曲线可以看出，该轨材质没有明显的屈服平台，整个拉伸过程可以分为两个阶段，即弹性变形阶段、屈服强化阶段和颈缩后的局部变形阶段；在弹性变形阶段，应力应变关系是线性的，弹性模量E为214000MPa；在屈服强化阶段，材料发生塑性变形，应变速率的变化加快，应力的变化比较缓慢，材料发生塑性强化来抵抗变形，屈服强度p0.2s为636MPa；当达到金属材料的抗拉强度时，材料由均匀塑性变形转变成局部集中塑性变形阶段，将会出现颈缩的现象，
【参考文献】：
期刊论文
[1]金属棒材四点弯曲压力矫直行程预测模型研究[J]. 魏钦玉,沈顺成,卢红,张永权. 机械设计与制造. 2019(10)
[2]An Iterative Compensation Algorithm for Springback Control in Plane Deformation and Its Application[J]. Rui Ma,Chunge Wang,Ruixue Zhai,Jun Zhao. Chinese Journal of Mechanical Engineering. 2019(02)
[3]中国高速铁路发展进程与发展前景展望[J]. 余瑞轩. 科技经济导刊. 2018(32)
[4]高速铁路道岔技术体系及运营现状[J]. 司道林,王树国,葛晶,王猛,钱坤,杨东升. 中国铁路. 2017(12)
[5]中长期高速铁路网规划相关问题研究[J]. 余巧凤,梁栋. 铁道经济研究. 2017(01)
[6]考虑应力叠加的矫直行程预测模型研究[J]. 卢红,张永权,高圣,凌鹤. 华中科技大学学报(自然科学版). 2016(09)
[7]往复弯曲统一曲率定理及其试验验证[J]. 于高潮,赵军,马瑞,翟瑞雪. 机械工程学报. 2016(18)
[8]高速铁路道岔系统理论与工程实践研究综述[J]. 王平,陈嵘,徐井芒,马晓川,王健. 西南交通大学学报. 2016(02)
[9]我国铁路道岔现状与发展[J]. 王树国. 铁道建筑. 2015(10)
[10]重轨水平矫直过程纵向应力变化规律模拟研究[J]. 郭喜平,方伟欣,王岩,周双. 内蒙古科技大学学报. 2015(03)
博士论文
[1]高速道岔尖轨矫直理论及应用研究[D]. 周文.西南交通大学 2008
硕士论文
[1]型材四点往复弯曲矫直新工艺[D]. 郝小琴.燕山大学 2019
[2]基于挠度控制的轴类零件回弹迭代补偿技术研究[D]. 张洋.燕山大学 2018
[3]大型直缝焊管三点压力矫直智能控制系统[D]. 魏然.燕山大学 2018
[4]轴类零件压力校直仿真研究[D]. 何青松.重庆理工大学 2018
[5]U71Mn60kg/m百米重轨矫直模拟研究[D]. 石苗苗.大连交通大学 2017
[6]细长杆件矫直工艺关键技术研究[D]. 赵子建.合肥工业大学 2017
[7]AT钢轨矫正的数值模拟[D]. 杨小代.燕山大学 2011
[8]钢轨端部弯曲的压力矫直计算研究[D]. 盛艳明.华东交通大学 2008
本文编号：3389288
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