鋼軌
關(guān)注創(chuàng)建者：宅同學(xué)島上歷險(xiǎn)記 創(chuàng)建時(shí)間：2016-12-30
鋼軌的視頻教程
鋼軌表面裂紋的展分析，車輪疲勞裂紋擴(kuò)展，ABAQUS-FRANC3D聯(lián)合仿真
本視頻分為4小節(jié)，利用ABAQUS-FRANC3D聯(lián)合仿真的方法，講述了鋼軌三維表面疲勞裂紋的擴(kuò)展流程，加載方式為車輪滾過(guò)鋼軌裂紋位置，選用經(jīng)典的裂紋擴(kuò)展公式Paris公式，最大應(yīng)變能釋放率準(zhǔn)則，調(diào)節(jié)相關(guān)參數(shù)使裂紋能按需求擴(kuò)展，得到裂紋擴(kuò)展壽命曲線，進(jìn)行損傷容限設(shè)計(jì)及剩余壽命評(píng)估。參數(shù)選取可參考相關(guān)文獻(xiàn)。視頻附件有本視頻操作的源文件。車輪表面疲勞裂紋擴(kuò)展方法類似。
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鐵路用熱軋鋼軌模型建立（38kg/m、43kg/m、50kg/m、60kg/m、75kg/m）
該課程視頻利用solidworks軟件建立鐵路用熱軋鋼軌模型，尺寸參考了GB/T2585-2021。建立的模型包括38kg/m、43kg/m、50kg/m、60kg/m、60kg/m新型、75kg/m、75kg/m新型鋼軌。 這些模型和尺寸參數(shù)都打包放在了課程的附件里，轉(zhuǎn)成了通用的3d文件類型（X_T、STEP），CAD（dwg）廓形+dxf廓形。需要的網(wǎng)友可以自行下載使用。
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鋼軌預(yù)應(yīng)力擠壓變形模擬（只有操作）
以鋼軌的預(yù)應(yīng)力擠壓為研究對(duì)象采用一步一步的方法來(lái)教ABAQUS中的自接觸。
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鋼軌的實(shí)例教程
Eng. 35, 36 (2022). https://doi.org/10.1186/s10033-022-00696-2
研究背景及目的
隨著地鐵線路運(yùn)營(yíng)密度、運(yùn)營(yíng)速度以及載客量的增加，鋼軌波磨問(wèn)題愈加嚴(yán)重，尤其在小半徑曲線處。嚴(yán)重的鋼軌波磨現(xiàn)象會(huì)進(jìn)一步引發(fā)其他問(wèn)題，如軌道車輛系統(tǒng)零部件破壞、嚴(yán)重的噪聲等。避免或減少這類問(wèn)題的有效方法是鋼軌打磨，但目前各個(gè)地鐵運(yùn)營(yíng)公司對(duì)鋼軌波磨的限值尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，過(guò)于嚴(yán)苛的限值要求會(huì)造成運(yùn)維成本劇增，較為寬松的限值要求又會(huì)導(dǎo)致其他故障頻發(fā)。因此，單一的波磨限值，如ISO 3095，很難滿足經(jīng)濟(jì)高效的運(yùn)維要求。同時(shí)，隨著地鐵的快速發(fā)展，地鐵車內(nèi)噪聲問(wèn)題愈加嚴(yán)重，嚴(yán)重的地響乘客的乘坐體驗(yàn)以及司乘人員的身心健康，控制鋼軌波磨是控制地鐵車內(nèi)噪聲最行之有效的方法之一，為此，作者從車內(nèi)噪聲的角度，研究基于車內(nèi)噪聲控制的鋼軌波磨限值。
圖1 鋼軌粗糙度測(cè)試
試驗(yàn)方法
首先需要建立鋼軌粗糙度與車內(nèi)噪聲之間的量化關(guān)系，鋼軌粗糙度直接作用于輪軌系統(tǒng)，輻射輪軌噪聲，而地鐵運(yùn)行于隧道內(nèi)時(shí)，車內(nèi)噪聲主要受輪軌噪聲的影響，因此，以輪軌噪聲為橋梁，建立鋼軌粗糙度與車內(nèi)噪聲之間的量化關(guān)系。
展開 主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下：
1、研發(fā)出基于數(shù)字化虛擬制造的全軋制過(guò)程孔型系統(tǒng)智能設(shè)計(jì)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了鋼軌及異型材孔型系統(tǒng)智能設(shè)計(jì)-配輥-軋輥加工，使新產(chǎn)品研發(fā)效率大幅度提高，并降低了研制成本;
2、開發(fā)出全軋程熱力耦合三維模擬，精準(zhǔn)預(yù)測(cè)軋件參數(shù)值，并用于生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量穩(wěn)定性控制，實(shí)現(xiàn)了系列鋼軌及異型材軋制全過(guò)程工藝優(yōu)化和質(zhì)量穩(wěn)定性控制，產(chǎn)品內(nèi)在質(zhì)量穩(wěn)定性和一致性顯著提高，鋼軌殘余應(yīng)力顯著降低;
3、開發(fā)出基于大數(shù)據(jù)及在線控制的鋼軌軋制金屬流動(dòng)預(yù)測(cè)-補(bǔ)償模型和全長(zhǎng)尺寸高精度控制技術(shù)，解決了系列重軌全長(zhǎng)尺寸形狀在線高精度控制難題，實(shí)現(xiàn)了百米高鐵軌通長(zhǎng)波動(dòng)值:軌高≤0.4mm,軌底寬≤0.7mm的國(guó)際領(lǐng)先指標(biāo);
4、研發(fā)出鋼軌局部潤(rùn)滑軋制及表面質(zhì)量控制技術(shù)，闡明了高溫高壓軋制條件下金屬流動(dòng)、軋輥氧化皮粘結(jié)及局部磨損機(jī)理和規(guī)律，顯著減少了鋼軌軋疤等表面缺陷，鋼軌表面質(zhì)量顯著提高，軋輥壽命延長(zhǎng)1倍以上。
該項(xiàng)成果獲授權(quán)專利61件(其中發(fā)明專利37件)，制定國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)，國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)，行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)，發(fā)表科技論文53篇，出版專著1部，實(shí)現(xiàn)了高質(zhì)量高鐵百米軌、重載鐵路軌、道岔軌等高速重載系列鋼軌全覆蓋，并出口美國(guó)、澳大利亞等30多個(gè)國(guó)家，生產(chǎn)的高質(zhì)量系列鋼軌大量應(yīng)用在京滬高鐵、青藏鐵路、大秦重載鐵路等代表世界前沿水平的鐵路建設(shè)上;研制出了11個(gè)規(guī)格牌號(hào)的異型鋼材。成果顯著提升了我國(guó)在高質(zhì)量鋼軌的國(guó)際影響力和競(jìng)爭(zhēng)力，經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益顯著。
來(lái)源：中國(guó)金屬學(xué)會(huì)官網(wǎng)
展開 本案例適合哪些人學(xué)習(xí)：
1、學(xué)習(xí)型仿真工程師
2、理工科院校學(xué)生
你會(huì)得到什么：
1、掌握鋼軌部件的三維模型繪制
2、理解接觸分析的非線性靜力學(xué)分析步的建立
3、學(xué)習(xí)非線性接觸分析的相互關(guān)系的設(shè)置
4、了解靜力學(xué)網(wǎng)格的劃分
5、學(xué)習(xí)載荷的施加
6、學(xué)習(xí)結(jié)果后處理的查看與對(duì)比
案例介紹：
所使用軟件為ABAQUS2018.
案例介紹了使用ABAQUS進(jìn)行鋼軌非線性接觸分析。
本案例提供了分析相關(guān)的分析文件。
一、當(dāng)前軌道工程中常用的減振措施
在現(xiàn)今軌道振動(dòng)控制工程中，常用的減振措施主要為軌道減振措施，軌道減振措施根據(jù)減振效果進(jìn)行分類，分為中等減振措施，高等減振措施和特殊減振措施；按照彈性部件使用位置不同，可分為鋼軌振動(dòng)控制、軌下減振、枕下減振和道床下減振四大類。
1. 鋼軌振動(dòng)控制措施
目前控制鋼軌振動(dòng)的措施主要包括鋼軌重型化和無(wú)縫化、鋼軌維修，產(chǎn)品包括鋼軌吸振器、埋入式鋼軌，如圖1、圖2所示。
圖1鋼軌吸振器
鋼軌吸振器的種類很多，包括單點(diǎn)鋼軌吸振器、長(zhǎng)條狀鋼軌吸振器以及迷宮式約束阻尼鋼軌吸振器、TRD等，這些措施主要控制鋼軌本身的振動(dòng)，各措施的有效頻段因吸振器結(jié)構(gòu)和阻尼材料的不同而不同。
圖2埋入式鋼軌
埋入式鋼軌是直接把鋼軌埋置于混凝土或軌枕板的鋼軌槽內(nèi)。埋入式鋼軌最大的特點(diǎn)是鋼軌連續(xù)支承，由于鋼軌是埋入式，所埋入材料可將輪軌振動(dòng)能量轉(zhuǎn)化為熱能并予以吸收，也大大地降低了鋼軌的輻射噪聲。
2. 軌下減振
軌下扣件是控制鋼軌振動(dòng)向下傳遞的部件。目前地鐵上采用的扣件都具有一定的彈性，目的是降低軌道結(jié)構(gòu)的振動(dòng)，現(xiàn)今常用的減振扣件包括：軌道減振器扣件、LORD粘結(jié)墊板減振扣件、雙層彈性非線性減振扣件以及Vangard先鋒扣件等。
圖3減振扣件
3. 軌下減振
目前枕下采用的減振措施包括彈性短、長(zhǎng)軌枕和梯形軌枕等。彈性短軌枕（彈性支承塊/LVT）軌道較早用于軌道減振中，但由于其對(duì)施工精度要求較高，現(xiàn)階段在城市軌道工程中使用較少。
圖4彈性軌枕
彈性長(zhǎng)軌枕比彈性短枕穩(wěn)定性好，且彈性墊板容易更換。不足之處在于軌枕之間的溝槽會(huì)影響緊急疏散效率。
梯形軌枕是在預(yù)應(yīng)力縱向長(zhǎng)梁下設(shè)置彈性聚氨脂高彈支墊，使其浮于混凝土基礎(chǔ)之上，達(dá)到減振效果。
展開 科技部高技術(shù)中心委派的專家組現(xiàn)場(chǎng)考察了鋼軌激光淬火加工車的作業(yè)過(guò)程，聽(tīng)取了課題執(zhí)行情況匯報(bào)，審查了相關(guān)材料，經(jīng)質(zhì)詢和討論，高度肯定了項(xiàng)目的研究成果，項(xiàng)目中全部5個(gè)課題的績(jī)效評(píng)價(jià)均為優(yōu)秀。
項(xiàng)目全部五個(gè)課題都參與了匯報(bào)。華中科技大學(xué)武漢光電國(guó)家研究中心增材制造與激光制造團(tuán)隊(duì)是該項(xiàng)目中鐵路鋼軌在線強(qiáng)韌化處理裝備的技術(shù)源頭，團(tuán)隊(duì)成員胡乾午副教授主持課題4 “激光選區(qū)淬火高效在線強(qiáng)化成套設(shè)備研發(fā)” 的研究工作，團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人曾曉雁教授和團(tuán)隊(duì)成員王鄧志副教授和孟麗博士后分別參加了課題1 “激光沖擊與淬火強(qiáng)化技術(shù)基礎(chǔ)研究”、課題4和課題5 “激光選區(qū)淬火高效強(qiáng)化工藝研究與應(yīng)用示范”的研究工作。
課題4提出的鋼軌激光選區(qū)淬火方法，在鋼軌表面形成“馬氏體強(qiáng)化區(qū)+珠光體軟基體”的復(fù)合結(jié)構(gòu)，成功解決了此前鋼軌材料難以兼顧高硬度和高韌性的技術(shù)難題，為鋼軌在線激光強(qiáng)化延壽技術(shù)開辟了新的道路。
開發(fā)的高功率單光束激光多光斑高重頻選區(qū)淬火技術(shù)，將鋼軌激光選區(qū)淬火效率從5m/h提高到54m/h。研制的GCC-50型鋼軌激光淬火車，采用獨(dú)特的子母車結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)緊湊，操作簡(jiǎn)便，能夠快速抵達(dá)和駛離現(xiàn)場(chǎng)，能夠滿足小半徑曲線鋼軌、道岔、尖軌等部件的激光淬火加工。
GCC-50型鋼軌激光淬火車采用基于視覺(jué)測(cè)量的鋼軌激光加工軟件系統(tǒng)，可以自動(dòng)識(shí)別鋼軌輪廓，規(guī)劃選取激光淬火的掃描路徑，實(shí)現(xiàn)鋼軌在線激光淬火過(guò)程的智能化控制。GCC-50型鋼軌激光淬火車得到國(guó)家鐵路集團(tuán)公司認(rèn)證中心的新產(chǎn)品定型認(rèn)可，是國(guó)際上首臺(tái)專業(yè)型鋼軌在線激光加工車。這種激光淬火車擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)，已經(jīng)先后獲得中國(guó)和美國(guó)發(fā)明專利授權(quán)。
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鋼軌的相關(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
鋼軌的最新內(nèi)容
如何精確定位和量化高鐵外部噪聲？6個(gè)月前
當(dāng)動(dòng)車高速行駛時(shí)，車外噪聲是典型的"多源耦合"系統(tǒng)——?dú)鈩?dòng)噪聲（車頭、受電弓、車身縫隙）、輪軌噪聲（車輪、鋼軌、轉(zhuǎn)向架）、機(jī)械噪聲（電機(jī)、齒輪箱）相互疊加，不僅成為沿線環(huán)境的"干擾源"，更會(huì)通過(guò)車身結(jié)構(gòu)傳遞至車內(nèi)，直接影響乘客體驗(yàn)。明確主要噪聲源的位置及貢獻(xiàn)占比，成為降噪設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。
Abaqus車輪-鋼軌接觸靜力仿真案例講解9個(gè)月前
[圖片]
圖5 切向載荷分布
3、子程序DLOAD和UTRACLOAD編程實(shí)現(xiàn)
確定好法向和切向移動(dòng)載荷分布后，利用FORTRAN編寫DLOAD和UTRACLOAD用戶子程序，實(shí)現(xiàn)法向和切向移動(dòng)載荷施加，載荷施加在滾動(dòng)接觸體表面（以圖6所示的鋼軌踏面施加移動(dòng)載荷為例）。
鋼軌軌面存在焊接頭不平順，另外在服役過(guò)程中難免會(huì)出現(xiàn)局部凹陷、波磨、擦傷等缺陷。在有限元模型中對(duì)其進(jìn)行數(shù)值模擬時(shí)，需要編寫程序，對(duì)光滑軌面（圖1）網(wǎng)格節(jié)點(diǎn)進(jìn)行修改，然后按照以下公式進(jìn)行施加。其中，缺陷在縱向?yàn)橛嘞倚螤睿▓D2），在橫向?yàn)閽佄锞€形狀（圖3），也可以忽略橫向幾何變化，僅考慮公式前半部分。
案例介紹了使用ABAQUS進(jìn)行鋼軌非線性接觸分析。
本案例提供了分析相關(guān)的分析文件。
第二種是在第一種模型基礎(chǔ)上，添加一個(gè)鋼軌單元，用于模擬軌道的作用。
第三種是將鋼軌、扣件等非線性構(gòu)件作為彈性構(gòu)件來(lái)模擬車輛和橋梁。其中，前兩種方法分別采用了梁橋和軌道的有限元模型，而第三種方法則是在梁橋和軌道結(jié)構(gòu)中添加一個(gè)彈性構(gòu)件來(lái)模擬車輛和軌道。
軌道幾何非線性問(wèn)題
在高速鐵路橋梁軌道聯(lián)合仿真中，為了解決車輛-軌道-橋梁的耦合問(wèn)題，必須考慮軌道的幾何非線性問(wèn)題。
計(jì)算后動(dòng)畫效果如下：
計(jì)算所得鋼軌位移時(shí)程圖如下：
如上圖所示，在無(wú)不平順情況下，鋼軌位移最大值在0.4mm左右，與Matlab編程結(jié)果對(duì)比基本無(wú)差別。
1.simpack與abaqus聯(lián)合仿真教程 2.車軌橋剛?cè)狁詈戏抡娼坛蹋嵝?em>鋼軌建模，fbi文件生成，ftr文件書寫 3.出售包括模型
<h1>本貼介紹ansys的從鋼軌到簡(jiǎn)支橋梁的精細(xì)化建模以及移動(dòng)荷載的動(dòng)力學(xué)分析</h1><p>鋼軌采用60軌，<strong><em>Timoshenko</em>梁</strong>模擬</p><p>軌道板采用<strong>實(shí)體</strong>建模</p><p>板下<strong>支撐</strong>模擬自密實(shí)混凝土及底座板</p><p>橋梁采用<strong>實(shí)體</strong>建模<
<h1>本帖介紹MATLAB車-橋耦合模型</h1><p><strong><u>模型包含：1個(gè)車體、2個(gè)構(gòu)架、4個(gè)輪對(duì)、鋼軌和橋梁，自由度包含垂向、點(diǎn)頭運(yùn)動(dòng)如下圖所示：</u></strong></p><p class="ql-align-center"><img src="https://img.jishulink.com/msimage/202404/52274dfa247a85fb6d5f35e12e276f58
