基于萬(wàn)能軋制法鋼軌連軋變形機(jī)理研究.pdf

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

2、鋼軌為研究對(duì)象，通過(guò)制定的實(shí)驗(yàn)方案，在Gleeble1500D熱模擬實(shí)驗(yàn)機(jī)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(chǔ)，采用顯式動(dòng)力學(xué)有限元軟件ABAQUS，建立了三維鋼軌萬(wàn)能張力連軋的有限元模型，分析研究了萬(wàn)能張力連軋過(guò)程在精軋各道次中的變形規(guī)律、應(yīng)力應(yīng)變的分布規(guī)律及機(jī)架間的張力變化規(guī)律。
　　計(jì)算結(jié)果表明：在UR-ER兩機(jī)架萬(wàn)能張力連軋條件下，萬(wàn)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(jī)ER工序與萬(wàn)能軋機(jī)UR工序不同，軌高變化量最為明顯；在UR-EF-UF三機(jī)架萬(wàn)能張力連軋條件下，改變當(dāng)前道次的速度不平衡率對(duì)本道次鋼軌的變形的影響較為明顯，而改變前一機(jī)架或者后一機(jī)架的速度不平衡率對(duì)當(dāng)前道次鋼軌的變形的影響相對(duì)較?。滑F(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)和模擬計(jì)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(chǎng)實(shí)測(cè)和模擬計(jì)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(chǎng)生產(chǎn)實(shí)際情況，鋼軌終軋后的殘余應(yīng)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(wàn)能張力連軋與軋件尺寸精度控制產(chǎn)生影響的突出問(wèn)題，使非完全對(duì)稱的鋼軌連軋機(jī)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(guò)對(duì)比分析現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)的鋼軌幾何外形尺寸及機(jī)架間的張力和模擬計(jì)算的鋼軌幾何外形尺寸及機(jī)架間的張力，驗(yàn)證了有限元數(shù)值模擬方法的正確性，該模型計(jì)算結(jié)果符合鋼軌現(xiàn)場(chǎng)