The invention discloses a method for analyzing longitudinal crack propagation process of switch rail and a maintenance method thereof. Establishing the three-dimensional model of the basic rail and the straight sharp rail of the wheel is helpful to the in-depth study of the mechanism of the longitudinal crack initiation and propagation of the turnout sharp rail, and puts forward scientific and effective preventive suggestions aiming at various influencing factors, correctly judges the dangerous degree of the crack detected by the rail flaw detection, and early discovery and prediction of the existing problems. Timely take necessary maintenance measures to avoid accidents.
【技术实现步骤摘要】
一种道岔尖轨纵向裂纹扩展过程分析方法及养护方法
本专利技术涉及高速铁路道岔裂纹扩展
更具体地,涉及一种道岔尖轨纵向裂纹扩展过程分析方法及养护方法。
技术介绍
高速铁路以高速度、大容量、低污染、安全可靠、舒适方便等著称,是现代化铁路运输的必然选择和核心技术。随着高速铁路建设的开展,我国先后建成并运营了武广、郑西、京沪、哈大、石武、广深港、兰新、南广、贵广等高速铁路,开工建设了合福、宁安、长昆、郑徐等高速铁路。截止2016年底,我国高速铁路运营里程已经达到2.2万公里,占世界高速铁路总里程的60%以上,具备了全世界最大规模以及最高运营速度的高速铁路网,我国的高铁速度代表了世界高铁的速度。随着列车运行速度越来越快,对轨道系统的平稳性、安全性及养护维修均提出了越来越高的要求。因此我国高速铁路全线采用跨区间无缝线路,铺设了多达五千组正线高速道岔(包括多种大号码道岔如18号、42号等)。但是由于道岔作为铁路薄弱环节之一,运营中出现了一系列问题,例如列车速度提高、轴重的加大、车流密度的增加,使得铁路钢轨的伤损失效问题正逐年增多,尤其是实现列车换线的高速道岔设备更换比较频繁,这些造成钢轨服役周期,增加铁路运营成本,降低乘客乘坐安全性及舒适性的主要原因之一。因此为满足高速铁路轨道结构具有高平顺性,高稳定性和高可靠性的要求,必须对高速铁路道岔区钢轨给予重视。
技术实现思路
有鉴于此,为解决上述问题至少之一,本专利技术采用下述技术方案:一种道岔尖轨纵向裂纹扩展过程分析方法,包括:根据现场实测的轨道物理参数,建立车轮-基本轨-直尖轨三维模型,将钢轨、车轮及扣件划分为各个单元进 ...
【技术保护点】
1.一种道岔尖轨纵向裂纹扩展过程分析方法,其特征在于,包括:根据现场实测的轨道物理参数,建立车轮‑基本轨‑直尖轨三维模型,将钢轨、车轮及扣件划分为各个单元进行模拟;根据现场环境下的动力荷载幅值及分布,对轮轨接触模型施加不同工况的荷载,提取模型中应力集中区域等效塑性应变的最大值,并根据模型单元的大小,求得塑性变形;根据所述最大值和塑性变形,结合有限元理论应力变形图,确定道岔尖轨纵向裂纹出现的起始区域及敏感部位;根据道岔尖轨纵向裂纹出现的起始区域及敏感部位,利用ANSYS与FRANC3D对道岔尖轨非作用边裂纹扩展进行模拟,得到不同工况下尖轨内部应力以及裂纹尖端的扩展路径;结合疲劳分析理论分析不同工况下道岔尖轨的疲劳寿命和不同工况对裂纹扩展特性的影响。
【技术特征摘要】
1.一种道岔尖轨纵向裂纹扩展过程分析方法,其特征在于,包括:根据现场实测的轨道物理参数,建立车轮-基本轨-直尖轨三维模型,将钢轨、车轮及扣件划分为各个单元进行模拟;根据现场环境下的动力荷载幅值及分布,对轮轨接触模型施加不同工况的荷载,提取模型中应力集中区域等效塑性应变的最大值,并根据模型单元的大小,求得塑性变形;根据所述最大值和塑性变形,结合有限元理论应力变形图,确定道岔尖轨纵向裂纹出现的起始区域及敏感部位;根据道岔尖轨纵向裂纹出现的起始区域及敏感部位,利用ANSYS与FRANC3D对道岔尖轨非作用边裂纹扩展进行模拟,得到不同工况下尖轨内部应力以及裂纹尖端的扩展路径;结合疲劳分析理论分析不同工况下道岔尖轨的疲劳寿命和不同工况对裂纹扩展特性的影响。2.根据权利要求1所述方法,其特征在于,所述轨道物理参数包括轨道的几何尺寸、弹性模量、泊松比、热膨胀系数、密度、屈服应力以及切线刚度;其中,所述轨道几何尺寸包括钢轨尺寸和车轮尺寸。3.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员:高亮,侯博文,张献恒,曾钦娥,刘心成,王艺臻,张涛,邵壮,
申请(专利权)人:北京交通大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。