铁路无缝线路温度应力的有限元分析

2013-09-13潘文彬韩洪江宋家旺

机电工程 2013年1期

潘文彬，叶渊，韩洪江，杨韬，宋家旺*

（1.浙江工业大学机械工程学院，浙江杭州 310000；2.吉林大学超塑性与塑性研究所，吉林长春 130022）

0 引言

无缝线路是将标准长度的钢轨焊接成长轨条并铺设到线路上，当环境温度发生变化时，由于轨枕等附属设施的存在，使得焊接长轨条不能进行自由伸缩，钢轨内部会产生巨大的温度应力，同时会破坏轨道结构。

无缝线路稳定性的研究始于德国。1902年德国科学家哈尔曼（A.Harrmann）首次讨论了无缝线路臌曲的可能性。我国一直十分重视无缝线路稳定性的理论研究工作。1977年以铁道科学研究院和长沙铁道学院为主的科研小组，在总结以往研究成果的基础上，提出了“统一无缝线路稳定性计算公式”[1-3]。罗雁云等[4-6]通过建立无缝线路轨道胀臌曲理论模型，分析无缝线路胀轨时的位移变化规律，研究温度应力作用下无缝线路轨道臌曲的变化特征以及轨道参数对其的影响。石现峰等[7]利用传热学的基本理论，采用有限元分析软件ABAQUS对板式无砟轨道结构在温度作用下的影响进行仿真计算，分析不同支撑形式及不同轨道板宽度和厚度对无砟轨道结构温度效应的影响。此外，国内外学者在分析无缝线路稳定性方面做了大量的工作，并取得了一定的成果[8-12]。

本研究以无缝线路臌曲理论为依据，结合有限元方法，利用大型有限元分析软件ABAQUS对无缝线路进行温度应力的分析研究。