60kg-m高精度重軌全萬能成品孔研究和萬能軋制有限元模擬.pdf

1、本文結(jié)合“十五”國家科技攻關(guān)計劃的重點項目“高速重載鋼材新技術(shù)”，對用萬能軋機來生產(chǎn)60kg/m高精度重軌進行了研究，為進一步提高重軌的精度提出了將目前普遍應(yīng)用的半萬能成品孔型改進為全萬能成品孔型的方法，并借助ANSYS/LS-DYNA軟件進行了有限元模擬及分析。 隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展，鐵路提速的頻率越來越快，這就對我國重軌的生產(chǎn)提出了更新更高的要求——生產(chǎn)重軌必須實現(xiàn)高精度軋制，而使用萬能軋機來生產(chǎn)高精度重軌已成為必然趨勢。

2、 我國傳統(tǒng)重軌生產(chǎn)是在軌梁軋機上，由于這種傳統(tǒng)孔型法孔型設(shè)計不對稱，因此加工工藝是非對稱的，這就使成品斷面的對稱性不理想，產(chǎn)品各處尺寸的控制精度也不高。而萬能軋制法保證了軋件從粗軌形到成品的變形均勻、對稱，減少了重軌的內(nèi)部畸變，使整個斷面均勻變形，從而提高重軌斷面尺寸和軋制精度。本次研究專門針對萬能軋制法的成品孔型做了分析，對目前萬能軋制中普遍應(yīng)用的半萬能成品孔型和在本文中提出的全萬能成品孔型做了對比分析，結(jié)果表明采用全萬能成品

3、孔型不僅更能保證重軌軌頭踏面圓弧尺寸的精度，同時能減少軋制道次，提高軋制效率。全萬能軋制法生產(chǎn)工藝的應(yīng)用，能滿足我國生產(chǎn)高精度重軌的需要，大大提高經(jīng)濟效益和社會效益。為了深入研究60kg/m高精度重軌在軋制過程中的變形特點，采用了有限元模擬的方法進行分析計算。 作者通過顯式有限元軟件對全萬能法軋制60kg/m高精度重軌的整個軋制過程進行了彈塑性有限元模擬。在模擬分析的過程中，幾何模型均采用實際尺寸，為提高計算效率，采用了質(zhì)量放縮

4、的方法，同時應(yīng)用沙漏控制技術(shù)，減少單元邊波浪形狀。通過有限元分析，得到了各道次軋件的斷面尺寸及變形參數(shù)，分析了典型道次的應(yīng)力、應(yīng)變分布及金屬流動規(guī)律，并詳細分析了全萬能成品孔中軋件軌頭受力和變形情況，更詳盡地闡述了全萬能成品孔型對軌頭踏面圓弧的加工過程。 模擬結(jié)果中軋件尺寸和實際要求一致，證實了本次設(shè)計中全萬能軋制法孔型系統(tǒng)的合理性，對采用全萬能成品孔的萬能軋制法投入實際生產(chǎn)應(yīng)用提供了一定的可行性支持，同時證明利用有限元分析軟件