形在B弹塑性弯曲区,依此类推,7水平矫直变形区形成。10#,11#,12#矫直辊变形在H弹塑性弯曲区,11#,12#,13#矫直辊变形的I弹塑性弯曲区,依此类推,在6个垂直矫直变形区形成。重轨复合辊矫直机基本参数如表一所示。
f图一60kgm重轨的断面尺寸表一重轨复合辊矫直机基本参数辊径辊距辊长辊数mmmmmm1200750800160013008171200153
矫直机9辊工字钢矫直机8辊V型钢钢矫直机
辊速mms18001800
以矫直辊距矫直盲区考虑在钢轨末端,轨道长度为3000mm时,建立有限元模型。在重轨矫直仿真过程中适用于8节点三维实体单元SOLID164。导轨被假设为变形体,双线性加强模型应用到这种假设。矫直机被简化为刚性辊,并设置一些参数。矫直过程是在普通的温度下进行的,材料参数见表二。整个模型划分198944单元,250451个节点。重轨模型划分为187200个元素,224147个节点。轨道的有限元模型如图三所示。作为重轨弯曲变形主要发生在纵向方向的横向矫直最终残余应力最终形成在纵向方向上因此本文主要研究了纵向残余应力。工字钢矫直和V型钢矫直纵向应力分布分别如图四和图五所示。
f材料参数重轨矫直辊
密度kgmm3783e6783e6
表二材料性能参数弹性模量泊松比屈服极限应力MPaMPa21e50352530e503
正切模量MPa118e4
a9辊工字钢矫直机轧辊分布
b8辊V型钢矫直机轧辊分布图二重轨复合矫直机轧辊的布局
图三钢轨复合矫直机有限元模型
f图四工字钢矫直过程中纵向残余应力
图五V形钢矫直过程中纵向残余应力为了进一步表明在复合矫直过程轨道内应力的变化规律,现在它研究了在36个节点模型应力值和分布情况,距离重轨的入口部分1760mm。图六显示了在部分节点的应力变化情况该工字钢矫直过程中每个畸变区对称线。工字钢矫直后纵向截面的残余应力如图七所示。从图七可知,工字钢矫直后纵向截面的残余应力曲线为S形,重轨的顶部,中间部分、底部是残余拉应力,钢轨头部中间,火车头的底面与轨腰上为残余压应力。结果大致与参考文献16所描述的一致。
f图六工字钢矫直过程中重轨截面应力变化
图七重轨对称截面残余应力分布
fV型钢矫直过程中,截面每个变形区节点的残余应力分布如图八所示,由图八可知,在V型钢矫直过程中,在轨道截面对称线的左边残余应力变化规律是:压应力和拉应力各自变化,在V型钢矫直过程中,在轨道截面对称线的右边残余应力变化规律是:拉应力和压应力各自变化。
图八V型钢矫直重轨截面残余应力改变
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