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大号码无缝道岔纵向力和位移的有限元计算

作　者: 王树国
导　师: 林吉生
学　校: 铁道部科学研究院
专　业: 道路与铁道工程
关键词: 无缝道岔有限元模型纵向力和位移
分类号: U213.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2005年
下　载: 264次
引　用: 2次
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内容摘要

跨区间无缝线路是轨道结构技术进步的重要标志,也是高速和重载轨道结构的优先选择,它以无可争议的优越性为各国所承认。在跨区间无缝线路穿越车站时,道岔两端必须与长轨条焊接或胶结在一起,使道岔成为跨区间无缝线路的一部分。当轨温变化时,道岔将承受巨大温度力,使无缝道岔钢轨受力与位移发生复杂变化,这一特点是无缝线路设计、铺设和养护维修的难点。研究并掌握无缝道岔钢轨纵向力和位移在道岔范围内的分布规律、随温度的变化以及关键部件的受力是设计、铺设和养护维修无缝道岔的前提和基础。在对无缝道岔的纵向力传递机理进行研究的基础上,基于杆件有限单元法理论,本文提出一种无缝道岔计算方法,即应用有限元程序ANSYS建立无缝道岔有限元模型,进行纵向力与位移分析。应用该模型并选取切合实际的计算参数对秦沈客运专线18号和38号无缝道岔进行纵向力与位移的理论计算,对计算结果进行了分析,得出了无缝道岔钢轨纵向力与位移的分布规律。将计算结果和现场测试结果比较,二者甚为接近。证明了有限元方法的可行性和正确性。应用该方法,对影响无缝道岔纵向力与位移的各种因素进行了分析,指出,轨温变化幅度、道岔尺寸、道岔在无缝线路中的焊连形式、道床阻力、扣件阻力及限位器限位量是影响无缝道岔纵向力与位移的主要因素。并对各个因素的作用规律及影响程度进行了分析和总结。最后,根据计算结果和实验数据,对无缝道岔的设计和铺设提出了一些建议。

全文目录

摘要  20-21
Abstract  21-23
第一章绪论  23-29
  1．1 研究目的及意义  23-25
  1．2 国内外研究现状  25-26
    1．2．1 无缝道岔的理论研究  25
    1．2．2 无缝道岔的试验研究  25-26
  1．3 存在问题  26-27
  1．4 本文主要研究内容  27-29
第二章无缝道岔纵向力传递机理和计算方法介绍  29-38
  2．1 无缝道岔的结构形式和特点  29-32
    2．1．1 无缝道岔的结构形式  29-31
    2．1．2 无缝道岔的结构特点  31-32
  2．2 可动心轨无缝道岔的纵向力传递机理  32-33
  2．3 无缝道岔的计算方法简介  33-38
    2．3．1 国外计算方法简介  33-34
    2．3．2 国内计算方法简介  34-38
第三章无缝道岔有限元模型的建立和参数的选取  38-56
  3．1 有限单元法的基本原理  38-39
  3．2 无缝道岔有限元模型的建立  39-51
    3．2．1 力学模型  39
    3．2．2 有限元仿真模型  39-42
    3．2．3 在ANSYS中建模并求解  42-51
  3．3 无缝道岔计算参数  51-56
    3．3．1 道床纵向阻力  51-52
    3．3．2 钢轨扣件推移阻力  52-53
    3．3．3 辙跟及岔跟摩阻力  53-54
    3．3．4 普通接头阻力  54-55
    3．3．5 轨枕特性  55
    3．3．6 钢轨特性  55-56
第四章无缝道岔理论计算和试验验证  56-75
  4．1 理论计算及结果分析  56-65
    4．1．1 无缝道岔纵向力计算结果分析  56-61
    4．1．2 无缝道岔位移计算结果分析  61-65
  4．2 无缝道岔纵向力试验及其和理论计算结果的比较  65-69
    4．2．1 无缝道岔纵向力现场测试  65-66
    4．2．2 有限元法的计算结果和现场测试结果的比较和结论  66-69
  4．3 结论和建议  69-75
    4．3．1 无缝道岔钢轨纵向力的分布规律  69-70
    4．3．2 无缝道岔钢轨位移的分布规律  70
    4．3．3 影响无缝道岔纵向力和位移的主要因素  70-73
    4．3．4 建议  73-75
第五章总结与展望  75-78
  5．1 主要工作总结  75-76
  5．2 未来工作展望  76-78
参考文献  78-81
致谢  81

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