60kg-m重軌萬(wàn)能軋制過(guò)程有限元模擬研究.pdf

1、近年來(lái)，鐵路的提速對(duì)鋼軌的尺寸精度要求也越來(lái)越高，這就對(duì)我國(guó)重軌的生產(chǎn)提出了更新更高的要求。根據(jù)有關(guān)研究，國(guó)內(nèi)鋼軌和國(guó)外先進(jìn)水平相比主要差距在尺寸精度上，成分和性能上差距相對(duì)小些。在生產(chǎn)工藝上，對(duì)尺寸影響最大的是步進(jìn)式加熱爐、萬(wàn)能軋制。所以要保證高速鐵路鋼軌的精度，就必須有一種比較好的軋制工藝，萬(wàn)能軋制成為最好的選擇。 本研究詳細(xì)推導(dǎo)了利用顯式有限元分析方法實(shí)現(xiàn)熱力耦合的理論公式。針對(duì)幾何、材料和接觸的非線性問(wèn)題，利用軟件ANS

2、YS/LS-DYNA，首先選擇了幾何非線性選項(xiàng)，針對(duì)材料非線性，本研究選擇了彈塑性的非線性強(qiáng)化模型，并且選用三維的八節(jié)點(diǎn)六面體的SOLID164單元實(shí)體對(duì)軋件模型進(jìn)行了離散化，對(duì)于接觸面，選擇用的是自動(dòng)面．面接觸，之后是邊界條件的加載，利用LS-PROPOST作為后處理軟件分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果。 目前，國(guó)內(nèi)外利用有限元方法模擬金屬各種成型過(guò)程的研究較多，但是針對(duì)復(fù)雜截面的重軌在萬(wàn)能異型孔的變形規(guī)律的熱力耦合計(jì)算機(jī)模擬研究，所見(jiàn)的報(bào)道很

3、少。以前其參數(shù)多為通過(guò)熱模擬機(jī)實(shí)驗(yàn)所得結(jié)果，考慮的因素有限。而本研究綜合考慮了軋制溫度、軋制速度、摩擦系數(shù)、萬(wàn)能孔型的特點(diǎn)等聯(lián)系現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)的因素，故其計(jì)算結(jié)果具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。 本文基于ANSYS/LS-DYNA非線性顯式有限元軟件，以60kg/m的重軌為研究對(duì)象，采用全三維彈塑性熱力耦合的有限元方法研究了重軌在萬(wàn)能軋機(jī)組中的變形過(guò)程，得到了軋件在孔型中的延伸情況、各道次軋件的變形參數(shù)，。分析了典型道次的應(yīng)力、應(yīng)變分布，并詳