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：3470 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.