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钢轨铝热焊接接头性能的有限元分析
作者:叶 渊1,潘文彬1,杨 韬1,宋家旺2* 日期:2013-04-08/span> 浏览:3008 查看PDF文档
钢轨铝热焊接接头性能的有限元分析
叶 渊1,潘文彬1,杨 韬1,宋家旺2*
(1. 浙江工业大学 机械工程学院, 浙江 杭州 310014;
2. 吉林大学 超塑性与塑性研究所, 吉林 长春 130012)
摘要: 钢轨铝热焊接接头是铁路无缝线路最薄弱的环节,为了研究焊接接头的性能,在钢轨铝热焊接过程数值模拟结果的基础上,采用基于Timoshenko梁的车辆-轨道耦合动力学方法,求解了带有焊接接头短波不平顺的轮轨接触参数,最后,基于Hertz接触理论,建立了轮轨接触弹塑性有限元模型,并对该模型进行了分析。研究结果表明:当轮轨处于纯滚动工况下,最大等效应力和等效塑性应变(PEEQ)均位于轨头表面以下约4.1 mm深度处,裂纹容易从此处萌生;当轮轨处于全滑动接触时,最大等效应力和PEEQ均移动到轨头表面,很可能造成焊接接头表面压溃、剥离甚至断裂;而纯滚动工况下,最大等效应力、PEEQ以及残余变形随着车速的增加而增加,随着接头焊缝中心与较近的轨枕中心的距离的减小而增大,随焊接接头热影响区(HAZ)宽度的增加没有明显变化。
关键词: 高速铁路; 无缝线路; 钢轨铝热焊接; 接头性能; 轮轨接触理论; 有限元分析
中图分类号: U213.4+6; TH140.1 文献标志码:A 文章编号:1001-4551(2013)01-0026-05
本文的文献著录格式:
叶 渊,潘文彬,杨 韬,宋家旺.钢轨铝热焊接接头性能的有限元分析[J].机电工程,2013,30(1):26-30.
YE Yuan, PAN Wen bin, YANG Tao, SONG Jia wang.Finite element analysis on performance of rail thermite welding joint[J].Journal of Mechanical & Electrical Engineering,2013,30(1):26-30.
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