基于萬能軋制法鋼軌連軋變形機理研究.pdf

1、鐵路運輸以其快速、安全、節(jié)能、運量大、環(huán)保等優(yōu)點，在全世界范圍內(nèi)得到了迅速發(fā)展。近年來，鐵路運輸正向著高速、重載方向發(fā)展，因此對鋼軌的性能提出了更高的要求。開發(fā)新的鋼軌鋼，合理安排生產(chǎn)工藝，提高鋼軌的質量和使用壽命，成為鋼軌生產(chǎn)的目標。
　　鋼軌幾何外形尺寸、鋼軌平直度、殘余應力等直接影響鋼軌的使用性能。鋼軌萬能連續(xù)軋制過程是鋼軌軋制過程中的精軋部分，它對鋼軌的幾何外形尺寸、平直度、殘余應力的大小起決定性的作用。本文以60kg/m

2、鋼軌為研究對象，通過制定的實驗方案，在Gleeble1500D熱模擬實驗機上得到了U75V鋼在不同溫度狀態(tài)下的材料參數(shù)；以彈塑性大變形有限元理論為基礎，采用顯式動力學有限元軟件ABAQUS，建立了三維鋼軌萬能張力連軋的有限元模型，分析研究了萬能張力連軋過程在精軋各道次中的變形規(guī)律、應力應變的分布規(guī)律及機架間的張力變化規(guī)律。
　　計算結果表明：在UR-ER兩機架萬能張力連軋條件下，萬能孔型UR道次軌底寬度變化量、軌高變化量和軌頭寬度

3、變化量都與附加張力成正比，特別是軌底寬度變化量最為明顯；壓邊軋機ER工序與萬能軋機UR工序不同，軌高變化量最為明顯；在UR-EF-UF三機架萬能張力連軋條件下，改變當前道次的速度不平衡率對本道次鋼軌的變形的影響較為明顯，而改變前一機架或者后一機架的速度不平衡率對當前道次鋼軌的變形的影響相對較小；現(xiàn)場實測和模擬計算表明：UR3道次與EF道次間的張力都表現(xiàn)為微堆張力狀態(tài)，現(xiàn)場實測和模擬計算的EF道次與UF道次間的張力都表現(xiàn)為微拉張力狀態(tài)，這

4、一規(guī)律符合現(xiàn)場生產(chǎn)實際情況，鋼軌終軋后的殘余應力的范圍為-82.6MPa～61.2MPa，尺寸精度控制在GB規(guī)定范圍內(nèi)，解析了鋼軌萬能張力連軋與軋件尺寸精度控制產(chǎn)生影響的突出問題，使非完全對稱的鋼軌連軋機架間產(chǎn)生的張力能夠滿足非活套（Non-Loop）式微張力的控制軋制。
　　通過對比分析現(xiàn)場實測的鋼軌幾何外形尺寸及機架間的張力和模擬計算的鋼軌幾何外形尺寸及機架間的張力，驗證了有限元數(shù)值模擬方法的正確性，該模型計算結果符合鋼軌現(xiàn)場