应用ANSYS分析无缝道岔温度力
无缝道岔温度力特性及实例计算
文章 编号 ：０６ ２ ０ （０ ２０ — ０２ —０ １０－ １６ ２０ ） ３ ０２ ４
无 缝 道 岔 温度 力特 性及 实例 计 算
段 固敏 刘 彦 平 潘 锦 明
（兰州铁 道 学院 土木 建筑 学 院 ， 兰 州 ７ ０ ７ ； 兰州铁路 局 ， 兰州 ７ ０ ０ ） ３ ００ 。 ３ ０ ０
新线 的整体 质 量是 有重 要 意义 的 。
而生． 很快 且 大量 铺设 在 各提 速 区段 ， 发挥 了明显 的 作
用 。提 速 道岔 在平 面 线形 、 件结 构 、 部 制造 工 艺 以及 铺
设 养 护 等 方面 都 有 所 突破 ， 中一 项 技 术 指 标 是 要 求 其 道 岔 的直 殴 、 侧股 钢 轨全 部采 用 焊接 （ 冻结 ） 接头 ， 在 并 条件适宜时， 将道 岔两 端 与 区 间无 缝 线 路 长 轨 条 焊 连
岔 区温 度力 重 新分 布 。 在钢 轨 温度 变化 时 ， 本轨 承受 基 固定 区最 大温 度 力 ， 道 岔 里股 钢 轨 一 端 是 尖 轨 是 可 而
以 自由伸缩 的 ， 根部 分 可 以发生 有 限制 的伸 缩 ， 辙 辙根 摩 阻 力 同时作 用 于基 本轨 ， 采用 限位器 辙 根结 构 ， 若 则
在 一起 ， 成 直股 或直 、 形 侧股 无一 轨缝 的道 岔 。无 缝 道 岔 可 以减 少列 车 对 道 岔部 件 的 冲击 ， 加 运 行 的平 顺 增
性 ， 长 各 部 件 的使 用 寿命 ， 少 养 护 维 修 费 用 ， 济 延 减 经 和社会 效 益 显著 。无 缝 道岔 技术 问题 的解 决 将 推动 跨 区 间无 缝线 路 的铺 设 ， 得 我 国 无缝 线 路 的整 体 水 平 使
用Ansys程序分析无缝线路稳定性
两端 固支 （ 中三角 表 示 固支 ） 横 向道 床 阻 力 简 化 为 图 ， 非线 性 弹簧 单元 （ 图中 竖杆 ） 每个 轨 枕 中心 线处 并 固 在 支， 非线 性 弹簧 单元 的特 性 是 其 弹 力 随 弹簧 的 变 形 量
的变化呈 非 线性 变 化 ， 接 近 实 际 道 床 阻 力 情 况 。为 更
时钢 轨横 向位 移达 到 ２ｍ 的结论有 较 大 出入 。 ｍ
表 １ 非 线 性 弹 簧 单 元 位 移 与 相应 横 向约 束 力
位 移 量 横 向约 束 力
１ｏ％／ ｏ Ｎ
横 向 约 束 力 参 数 上 下 浮 动值 ／ Ｎ
一３ ％ 一２ ％ 一 １ ０ ０ ０％ ＋ １ ０％ ＋２０％ ＋３ ％ ０
本文采 用 Ａ ｓｓ 型通 用 有 限元 软件 研 究 无 缝 线 ｎｙ 大
设 不一定 与 真实 符合 ， 在 一定 的误 差 。 存
１２ 用 Ａ ｓｓ 算无 缝 线路 失 稳 的优点 ． ｎｙ 计
用 Ａ ｓｓ 算无 缝线 路 失 稳 是 先 建 立 非 线 性 弹 簧 ｎｙ 计
单元 ， 道 床横 向阻 力 随 着 钢 轨 横 向位 移 的 变 化呈 非 其
轨枕 中心线
图 １ 有 限 元
筑
Ｓｐｅ ｂｒ２０ ｅｔ ｅ，０６ ｍ
８ ４ｍ， 统计 算 方 法假 设 失 稳 长 度 在 ４ ｍ左 右 ， 稳 ． 传 失
３ 计 算 结 果 分 析
本文 采用 Ⅲ型混 凝 土 轨 枕 ， 间距 ６０ ｍ 轨 枕 布 ０ ｍ， 置 １６７ ／ｉ，０ｋ／ ６ 根 ｋ ６ ｇｍ钢轨 ， ｎ 弹性 模量 为 Ｅ＝２６×１” ０ ０
１ 统 一 公 式 法 、 等 波 长 法 和 Ａ ｓｓ 立 有 限 不 ｎｙ 建
基于ANSYS的无缝渡线道岔有限元分析研究
Ｓ ｕｄ ｎ ａ ａ ｙ ｉ ｆ ｅ ｍ ｌｓ ｒ ｓ ｏ，ｒｔ ｒ ｏ ｔ ｔ ｎ ｔ ｌｍ ｅ ｔ ｓ ｄ ｏ ｔ ｙｏ ｎ ｌｓｓｏ ａ ｅ ｓｃ ｏ ｓ ￣ ｕ ｎ ｕ ｓｗｉｈ ｆ ｉｅｅｅ ｎ ｅ ｎＡＮＳＹＳ ｓ ｅ ｉ ｂａ
ＹＥ（ ｉｇ Ｉ １ ＮＧ ｍ一 ｎ ！Ｙ（Ｕ ｉ１ ：ＹＵ ｅ： ）ｎ — ． ｈ Ｊ ） Ｒｕ．ｉ ， ｎ Ｌｉ
（ｎｅｒｔｄＰａ ｎｎ ｆ ｃ， ａ ｇ ｈ ｕＲ ｉ ｙＧ ｏｐ Ｇｕ ｎ ｚ ｏ ５ ０ ， ｈｎ ； Ｉｔｇａｅ ｌｎ ｉｇＯｆ ｅ Ｇｕ ｎ ｚ ｏ ａｌ ｒ ｕ ， ａ ｇ ｈ ｕ ０ ０ Ｃ ｉａ ｉ ｗａ １ ０
２ Ｓ ｈ ｏ ｆ ｖｌ ｎ ｉｅ ｒ ｇａ ｄＡｒｈｔｃｕｅ Ｃ ｎｒｌ ｏ ｔ ｉｅｓｔ， ｈ ｎ ｓａ ４ ０ ７ ， ｈｎ ． ｃ ｏ ｌ ＣｉｉＥ ｇｎ ｅｉ ｎ ｃ ｉ ｔｒ， ｅ ｔａ Ｓ ｕｈＵｎｖ ｒｉ Ｃ ａ ｇ ｈ １ ０ ５ Ｃ ｉａ） ｏ ｎ ｅ ｙ
Ａｂ ｔａｃ：Ｉ ｄ ｒ ｏｒ ｆｅ ｔ ｈ ｅ ｌｆ ｒｅｓｏ ｅｓ ａ ｅ ｓｔ ｒ ｏ ｔ，ｉｗ ａ ｕｉ ｈｅａ ｃ ｒ ｔ ｎｉ ｌｍ ｅ ｔ ｏ ｅ ｏ ａｉ ｎ ｓ ｒ ｔ ｎｏｒ ｅ ｅ ｃ ｅｒ ａ ｃ ｆｔ ｅ ｍｌｓ ｕ ｕ ｔ ｌ ｔ ｏ ｈ ｎ ｔ ｓｂ ｌ ｔ ｃ ｕ ａｅｆ ｔ ｅｅ ｎ ｄ ｌｌｃ ｔｏ ｔ ｉ ｅ ｍ ｂ ｏ ｒ ｉ ｔ ｓ ｎｄｏ ｈｉ ａ ｉ， ｉｔ ｈ ｏｌ ｎｉｅｅｅ ｎ ｉ ｕａ ｉｎ ｍｏｄ ｌ ｅ ｍ ｌｓ ｕ ｎ ｔ ｏ ｂｎ ｔｏ ； ｙ ｃ ｏ ｄｎａｅ ，ａ ｎ ｔ ｓｂ ｓｓ ｂｕｌ ｅｗｈ ｅｆ ｔ ｌｍｅ ｔｓｍ ｌｔｏ ｔ ｉ ｅ ｔ ｓ ａ ｅ ｓｔｒ ｏｕｓｃ ｍ ｉａ ｉｎｓ ｏｆ ｗｏ Ｕｓｎ ＤＬ ，ｈ ａａ ｔｒｚ ｄｍｏ ｅ ｉｇｔｃ ｎ ｏ ｙｏｆ ｎｔ ｌｍｅ ｔ ｎ ｌｓｓｓ ｆｗａｅＡＮＳＹＳｗａ ｓ ｄｔ ｎ ｌ ｅｓａ ｌｓ ｉｇＡＰ ｔｅｐ ｒ ｍｅｅｉｅ ｄ ｌｎ ｈ ｏｌｇ ｉｅｅｅ ｎ ａｙ ｉ ｏ ｅ ｉ ｆ ａ ｔ ｒ ｓｕ ｅ ａ ａｙｚ ｅ ｍ ｅ ｓ ｏ ｃｏｓｏ ｒｔｒ ｕ ｓｉ ａ ｌ ｙ ｓａ ｉｎｏｆｄｉｃ ｅ ａ ｃ ｎ ｅｍ ｅ ｉｔ ｔａｇ ｔｌｎ ．Ｉ ｓｃ ｎ ｕ ｅ ｈ ａ ｆｒｔｅ ｆ ｃ ｎｄ ｒ ｓ ｖｅ ｕ ｎｏ ｔ ｎｒ ｉｗａ ｔｔｏ ｓ ｒ ｐ ｎ ｙ ｉｔｒ ｄａ ｅｓｒ ｉｈ ｉｅ ｔｗａ ｏ ｃｌｄ ｄｔ ｅ ｌｗ ｏ ｈ ｏｒｅａ
利用ANSYS计算桥上无缝道岔的温度力与位移
中国西部科技2014年3月第13卷第03期总第296期41利用ANSYS计算桥上无缝道岔的温度力与位移晏资皇唐进锋谭亚张丰华（中南大学土木学院，湖南长沙410075）摘要：基于有限元软件ANSYS，以12号桥上无缝道岔为例，通过ANSYS的APDL参数化建模技术，建立桥上无缝道岔计算模型，计算了12号无缝道岔的受力与变形，并分析了道岔在桥上相对位置不同时对无缝道岔受力与变形的影响。
对桥上无缝道岔的设计和养护维修有一定的指导意义。
关键词：无缝道岔；ANSYS模型；温度力；位移DOI：10.3969/j.issn.1671-6396.2014.03.0171概述无缝道岔是指跨区间无缝线路中，把道岔中所有钢轨接头都焊接（或胶结）起来，道岔两端与区间无缝线路的长轨条焊接（或胶结）在一起，使道岔成为跨区间无缝线路的一部分[1]。
道岔无缝后，钢轨不仅需要承受巨大的温度力，而且需要承受两端不平衡所引起的受力和变形位移的变化。
由于土地或地形等限制，桥梁在铁路中所占比重越来越大，不可避免的需要在桥上铺设无缝道岔。
无缝道岔上桥后，道岔里轨的伸缩与桥梁本身的收缩相互影响，形成了岔、桥纵向相互作用系统。
由于其结构和力学机理的复杂性，其受力和变形是跨区间无缝线路设计、施工和养护维修的重点与难点。
本文利用有限元软件ANSYS建立桥上无缝道岔模型，对钢轨、轨枕、扣件、道床、限位器、间隔铁、桥梁等选择了不同的单元进行模拟，并选取了合适的参数，对桥上无缝道岔进行了分析。
2计算模型的建立[2-5]本文以我国广泛使用的固定辙叉单开道岔为例，以桥上12号单开无缝道岔计算模型布置在8跨32m简支梁上布置进行计算，梁岔布置如图1所示。
设道岔尖轨位于第四跨时，岔枕位置处直基本轨的节点定为坐标原点，X轴正方向沿直基本轨道岔分股的方向，Y轴正方向垂直于直基本轨(向上)。
图18跨32m简支梁上布置12号无缝道岔模型在ANSYS计算中，模型的建立直接影响了计算结果的准确程度，本文大概的建模思路：（1）钢轨简化成与60轨截面相同的梁；钢轨按其实际轨枕每隔0.6m的位置，在岔后建立局部坐标系，通过坐标读入的方式建立钢轨节点，并通过离散的梁单元生成道岔中每股钢轨。
基于ANSYS对有保温层热力管道的热损失及接触表面温度分析
带保温的热力管道稳定工作时 （ 即带保温层的 热力管道处于稳定的温度场中 ） ，热力管道温度在 轴 向上的变化很小 ， 所以可以忽略温度在轴向上的 变化 。 但是温度在管道径 向的变化很明显 ，因此
可 以将模型简化轴对称 的一维导热模型 （ 如图２ ） 。 由于热力管道内部是恒温液体 ， 管道外部空气温度
（ Ｌ ｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｓ ｈ ｉ ｈ ｕ ａ Ｕｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ ， Ｌｉ ａ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ Ｆ ｕ ｓ ｈ ｕ ｎ １ １ ３ ０ ０ １ ， Ｃｈ ｉ ｎ ａ ）
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ： Ｔ ｈ ｅ ｒ ｍａ ｌ － ｓ ｏ ｌ ｉ ｄ ｃ ｏ ｕ ｐ ｌ ｉ ｎ ｇ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｈ ｅ ａ ｔ ｐ ｉ ｐ ｅ ｗｉ ｔ ｈ ｉ ｎ ｓ ｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｌ ａ ｙ ｅ ｒ ｗａ ｓ ｃ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｄ ｏ ｕ ｔ ｂ ｙ ＡＮＡＳ ＹＳ ＦＥ Ｍ ｓ ｏ ｆ ｔ ｗａ ｒ ｅ ． Ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｃ ｒ ｅ ａ ｔ ｉ ｎ ｇ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ， ｓ ｅ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ｃ ｏ ｎ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ａ ｎ ｄ ｐ ａ ｒ ａ ｍｅ ｔ ｅ ｒ ｓ ，ｔ ｈ ｅ ｔ ｈ ｅ ｍ ａ ｒ ｌ ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｓ ｉ ｓ ｗａ ｓ ｃ ａ ｒ ｒ ｉ ｅ ｄ ｏ ｕ ｔ ｔ ｏ ｏ ｂ ｔ ａ ｉ ｎ
２ 第 ０ １ ４ ４年 ３卷 第 １月 １期
当
代
化
工
Ｃ ｏ ｎ ｔ ｅ ｍ ｐ ｏ ｒ ａ ｒ ｙ Ｃ ｈ ｅ ｍｉ ｃ ａ ］Ｉ ｎ ｄ ｕ ｓ ｔ ｒ ｙ
长无缝钢轨温度应力研究
北京力学会第18届学术年会论文集：工程应用长无缝钢轨温度应力研究安向阳张铮（北京航空航天大学固体力学研究所，100191）摘要：随着无缝铁轨在铁路轨道结构中使用的增加，由温度应力导致轨道失稳而产生的脱轨灾难数量极大的增多。
本文就无缝钢轨的温度应力计算在ANSYS软件中进行了杆、梁模型的简化。
杆模型讨论了不同温差、扣件间距、扣件刚度对钢轨温度应力和端头位移的影响。
梁模型讨论了不同扣件间距和刚度对钢轨特征值屈曲的影响。
关键词：无缝铁轨，轨道，温度应力，有限元一、引言无缝线路是由普通长度钢轨焊接起来的长钢轨线路，基本取消轨缝。
由于气温变化等因素，钢轨出现热胀冷缩的现象，无缝线路被锁定后，自由伸缩量杯大大限制，造成无缝线路钢轨内部极大的温度应力，严重影响了轨道的稳定性。
二、模型及结果2.1 杆模型参数及结果：用杆或梁单元模拟铁轨，弹簧单元来模拟钢轨和轨枕的扣件连接，扣件弹簧单元X、Y、Z方向的弹性系数分别记为K fx，K fy，K fz，轨枕固定于刚性地基上，如图1。
枕轨间距为500mm，枕轨布置1999根/km，钢轨为60kg/m的T60钢轨。
横截面面积为A=77.45cm2,弹性模量为E=205GPa，其泊松比u=0.3，热膨胀系数为α=1.18×10-5，取扣件弹簧单元的弹性系数K fz=0.833×104 N/cm（Z方向为铁轨延伸方向，X、Y方向的弹簧刚度对计算没有影响）。
由于杆单元模型计算量小且相对简单，故选择单根钢轨的长度为1000m进行分析。
图1有限元模型示意图表1温差变化温差（︒C）20 30 40 50 60 最大应力（Mpa）47.99 71.99 95.99 119.99 143.99端部位移（mm） 2.624 3.936 5.247 6.559 7.871 伸长区估计（m）120 128 130 140 150表2锁定60︒C温差，改变弹簧刚度VIII-1北京力学会第18届学术年会论文集：工程应用弹簧刚度N/cm 166.6 416.5 833 1666 4165 8330 833000最大应力（Mpa）144 144 144 144 144 144 144端部位移（mm）17.4 11 7.87 5.6 3.6 2.6 0.97 伸长区估计（m）280 200 120 110 80 60 20从表1-2可知，最大应力与端部位移都随温差线性变化，温度每增大10度，最大温度应力提高24Mpa，伸长区在120m左右，由于构造要求扣件的纵向刚度可探讨的空间不大。
超长无缝线路道岔区稳定性计算方法_蒋金洲
超长无缝线路道岔区稳定性计算方法蒋金洲 卢耀荣(铁道部科学研究院)=摘要>建立超长无缝线路道岔区在温度力作用下的稳定性计算模型,运用弹性势能的逗留值原理,求得道岔处于平衡状态下的温度力,由此评价超长无缝线路道岔区稳定性的安全储备量。
=关键词>超长无缝线路 道岔 稳定性 目前我国铺设超长无缝线路已有数千公里,长轨条与道岔焊联后,道岔将承受附加纵向力。
在京广、京沪、京沈线上,夏季常出现道岔区方向不良的问题,如何保障道岔区无缝线路的稳定性值得研究。
本文就道岔区无缝线路稳定性计算提出建议方法,作为分析判断道岔区稳定性安全储备量的一种途径。
1 计算假定在温度力作用下超长无缝线路道岔区的稳定性计算,可将道岔分为三个分区进行分析(如图1):分区Ò具有较大横向刚度,最安全;分区Ó与一般地段无缝线路相近,稳定性计算无特殊性;分区Ñ由转换长度开始到尖轨跟端止,一股为基本轨,另一股为曲基本轨,且承受附加纵向力的作用,影响道岔稳定性。
因此,超长无缝线路道岔稳定性计算应重点分析分区Ñ。
计算假定如下:(1)对于道岔分区Ñ,因尖轨可以自由伸缩,其温度应力为零,且尖轨在滑床板上横向位移阻力很小,故稳定性计算不考虑尖轨。
图1 超长无缝线路道岔区受力模型(2)假设由直、曲基本轨组成的框架,是埋置在均匀介质中的无限长梁,框架的中心线即为计算梁的中心线。
(3)道床横向阻力与扣件弯矩分别为作用于梁上的分布力和弯矩。
(4)计算梁在初始状态具有弹性初始弯曲和塑性初始弯曲,梁在温度力作用下产生弯曲变形,弯曲变形的波长不等于初始弯曲波长。
(5)为简化计算,将作用于道岔区的附加纵向力按下式换算为均匀分布的纵向力:$P =2L#QL P 2F 0a 0#[e -(x P L )4-b ]d x 式中:F 0)))附加纵向力的峰值;a 0)))附加纵向力的峰值系数;b )))附加纵向力的分布系数。
无缝道岔结构温度附加力与位移的有限元分析与研究的开题报告
无缝道岔结构温度附加力与位移的有限元分析与研究的开题报告1. 研究背景随着铁路运输的发展，道岔作为铁路交叉口的重要部件，在铁路线路中占据着重要的位置。
由于道岔机构具有复杂的结构和多种工作状态，因此经常会受到长期的高强度使用和恶劣的环境条件，导致其中的应力和变形状态随时发生变化，从而使得道岔结构的安全性和可靠性受到严重威胁。
为了确保道岔结构的安全性和可靠性，需要进行科学而有效的分析和研究。
而随着计算机技术和数值模拟技术的发展，有限元分析方法已经成为一种普遍且有效的分析方法，为发现道岔结构中的潜在问题提供了重要手段。
因此，本研究旨在开展有限元分析与研究，以探索道岔结构温度附加力与位移的关系和影响因素，为道岔结构的设计和优化提供理论和实践基础。
2. 研究目的本研究的主要目的是通过有限元分析和研究，探索道岔结构温度附加力与位移之间的关系和影响因素。
具体而言，研究将从以下几个方面展开：（1）建立数学模型，分析道岔结构中温度附加力的分布和作用机理，研究温度对道岔结构应力和位移的影响；（2）分析道岔结构中不同部位温度附加力作用下的变形情况，探索不同材料、结构和工作状态对变形的影响；（3）分析道岔结构在温度附加力作用下的强度和稳定性，研究不同温度作用下道岔结构的疲劳寿命和可靠性；（4）研究可行的改善方案和措施，以提高道岔结构的安全性和可靠性，为铁路交通的安全和保障做出贡献。
3. 研究方法（1）建立数学模型：采用有限元方法，结合ANSYS等有限元软件，建立道岔结构的数学模型，以模拟道岔结构在温度附加力作用下的应力和变形情况。
（2）分析运算结果：利用有限元分析软件，对应力和变形结果进行处理和分析，计算出不同部位的位移和应力变化情况，研究温度附加力对道岔结构的影响和机理。
（3）探索改善方案：根据分析结果和已有研究成果，提出可行的改善方案和措施，以提高道岔结构的安全性和可靠性。
4. 研究意义本研究的主要意义在于：（1）探索道岔结构温度附加力与位移的关系和影响因素，对道岔结构的设计和优化提供理论和实践基础；（2）研究道岔结构在温度附加力作用下的强度和稳定性，为铁路交通的安全和保障做出贡献；（3）提出改善方案和措施，进一步完善道岔结构的安全性和可靠性。
无缝道岔温度力及变形的有限元分析
无缝道岔温度力及变形的有限元分析罗信伟1雷晓燕2冯青松2刘庆杰21．广州市地下铁道设计研究院，广州 5100102．华东交通大学，土木建筑学院，南昌 330013摘 要：本文建立了无缝道岔有限元分析模型。
该模型考虑了各种阻力的非线性特性，以12#固定辙叉式无缝道岔为例，经过编程计算，得到了在不同轨温时，道岔上各钢轨的位移和纵向力；并讨论了扣件阻力、间隔铁阻力和道床阻力对钢轨位移的影响，计算发现三者对无缝道岔稳定性影响较大，并且均应取较大值对钢轨稳定性更为有利。
通过与相关文献的对比，证实了本文结果的正确性。
关键词：无缝道岔；稳定性；固定辙叉；有限元法中图分类号：U213.9+12 文献标识码：A 文章编号：1672-4747(2007)01-0101-08Analyzing the Stabilityof Continuously Welded Turnoutwith Finite Element MethodLUO Xin-wei1 LEI Xiao-yan2 FENG Qing-song2 LIU Qing-jie21．Guangzhou Metro Design and Research Institute，Guangzhou 510010，China2．School of Civil Engineering and Architecture，East China Jiaotong University，Nanchang 330013，ChinaAbstract：In this paper, a model for the continuously welded turnout was developed by means of the finite element method. The non-liner charecteristic of every resistance is taken into account in the model. Then, a No.12 continuously welded turnout is taken as a calculation example on computer. The displacements and longitudinal forces of each rail at diferent temperatures are obtained. And the influences of fastener resistance, spacer收稿日期：2006-04-17.作者简介：罗信伟（1977-），男，汉，福建永泰人，硕士，广州市地下铁道设计研究院。
基于变分原理的无缝道岔的温度附加力的计算
丌 ＝
Ｌ ． ．
本 文全 部分 析计 算 均 以秦 沈客 运 专 线 ３ ８号 无 缝 道岔 为例 ， 其铺 设 于 路 基地 段 。由于 整 组 道 岔 视 钢轨 、 轨枕 、 件及其 他 部件 数量 较 多 ，在 考虑 无 缝 扣
本文以 ３ ８号 可动心轨 无缝道 岔 为例 ， 取 合适 选
的计算 参数 ， 于变 分 原理 的有 限单 元 法 建 立 了无 基 缝道岔 温度力 和 位 移 的计 算模 型 ， 根 据形 成 矩 阵 并 的“ 对号 入座 ” 则 建立 模 型 求解 的 非 线性 方 程 组 ， 法
受力分 析 ， 建立 了钢轨 轴 向 力 和轨 枕 变形 曲线 的关
跨 区间无 缝 线 路 将 区 间长 轨 条 与 车 站 道 岔 焊 连 ， 消缓 冲 区 ， 取 由此 可大 幅度 提 高线路 的平顺 性 和 舒适 性 ， 轨道 结构现代 化 的发展 方 向 ， 是 是铁 路客 运 间无缝 线路 长 轨条 与 站 内无 缝 道 岔直 接 焊 接 ， 成 构 跨 区间 无 缝 线 路 后 ， 中 无缝 道 岔 有 十余 万 组［ 。 其 ２ ］ 我 国建 成通 车的 我 国第 一条客 运专 线秦沈 客运 专 线
褚 卫 松 ， 小林 ， 方千 周 钟
（ 中南 大 学 ， 南 长 沙 ４ ０ ７ ） 湖 １ ０ ５
摘
要 ： 缝 道 岔 受力 的特 点 在 于 基 本轨 承受 附加 温 度 力的 作 用 ， 岔 区 内 钢 轨 受 力 和 位 移 状 况 也 比较 复 杂 。文 章 无 道
基 于 变 分 原理 的有 限 单 元 法 建立 了无 缝 道 岔 温 度 力 和位 移 的 计 算 模 型 ， 根 据 形 成 矩 阵 的 “ 号 入 座 ” 则 建 立 模 并 对 法 型求 解 的非 线 性 方 程 组 ， 而 利 用 编 程实 现 计 算 机 运 算 ． 以 ３ 号 无 缝 道 岔 为 例 ， 进 并 ８ 进行 温 度 力 与 位 移 的 计算 和分 析 。
无缝道岔钢轨温度力与位移影响因素分析
・
残路 ／ 基 ・ 路
无 缝 厘 岔 钢 轫 温 度 力 与 位 髓 Ｉ １ 因素 分析 １１ ：１ ．１ ｉ
于 俊 红 王 平
６０３ ） １０ １ （ １北 方 交 通 大 学 土 木 学 院 北 京 １０８ ２ 西 南 交 通 大 学 土 木学 院 成 都 ００ １
１ 概 述
性 曲线 、 床 阻 力 位 移 特 性 曲 线 。 尖 轨 跟 端 限 位 器 子 道 母 块 ７ｍ 的 间 隙 被 克 服 之 后 ， 轨 温 继 续 变 化 时 ， ｍ 当 限 位 器 将 在 尖 轨 与 基 本 轨 间 传 递 温 度 力 ， 作 用 力 视 为 该 集 中力 ， 用 于 钢 轨 单 元 中 部 。 同 样 为 了 限 制 心 轨 的 作 伸 缩 位 移 ， 心 轨 跟 部 设 置 有 数 个 间 隔 铁 ， 隔 铁 阻 力 在 间 与 钢 轨 相 对 位 移 也 成 非 线 性 关 系 ， 算 中 亦 采 用 实 测 计 值 ， 将 该 作 用 力 视 为 作 用 于 钢 轨 中 部 的 集 中 力 。 根 并 据 以 上 作 用 力 与 位 移 的 协 调 关 系 ， 建 立 求 解 钢 轨 温 可 度 力 与 位 移 的非 线 性 方 程 组 ， 轨 温 变 化 幅 度 为 增 量 ， 以 采用 牛顿 迭代 法求解 。 ３ 无 缝 道 岔 钢 轨 的 受 力 与 变 形
注 ： 中 １２ ， 图 ， ， ｎ表 示 岔 枕 缠 号 ； 、 ｉ Ⅱ、一、 分 别 表 示 矗 基 本 Ⅵ 轨、 曲导 轨 、 导 轨 、 基 本 轨 、 心轨 、 矗 曲 长 短心 轨 。
阻力参 数测 试报 告 ） 。道 岔计 算 长 度 取 为岔 前 至辙 跟
为 １０枕 跨 ， 后 至 最 后 ｌ根 长 岔 枕 １５枕 跨 。 岔 枕 ５ 岔 ２ 间 距 为 ０ ６ｍ。 混 凝 土 岔 枕 的 横 向 抗 弯 刚 度 为 １ ． ． ４１ ＭＮ・ 。 道 岔 直 侧 股 均 焊 接 。 道 床 横 向阻 力 取 为 口 ＝ １５６ —６ ．ｙ ＋３８ ５ Ｏ （Ｎ ｍ） ．４ ３２ ８ ． ｙ ｋ ／ ３ １ 钢 轨 温 度 力 与 位 移 图 ． 轨 温变 化幅 度 为 ６ｑ 时 ， 道 岔 的温 度 力 如 图 ２ ０ｃ 该 所 示 ， 移 图 如 图 ３所 示 。 图 中 横 座 标 零 点 表 示 尖 轨 位 跟 端 位 置 ， 值 表 示 道 岔 前 端 距 跟 端 距 离 ， 值 表 示 后 负 正 端 距跟 端距 离 ， 下各 图中相 同。 以 （） １
用ANSYS软件计算桥梁结构的温度应力
第31卷 第3期2005年6月四川建筑科学研究Sichuan Building Science收稿日期:2004-05-10作者简介:段 凯(1979-),男,湖北武汉人,工学硕士,主要从事桥梁结构及有限元数值计算方面的研究。
用ANSYS 软件计算桥梁结构的温度应力段 凯1,杨新华1,杨文兵1(华中科技大学土木工程与力学学院,湖北武汉 430074)摘 要:温度应力是混凝土桥梁开裂的主要因素,曾造成多座预应力混凝土桥梁结构严重损害,所以在进行桥梁结构设计时,必须考虑温度应力的影响。
本文在分析桥梁结构温度应力基本特点和AN SY S 软件特性的基础上,利用ANSY S 软件及其提供的二次开发工具开发了一个计算模块,实现了桥梁结构温度应力的求解。
关键词:温度应力;A NSYS 软件;桥梁结构中图分类号:T U 311 41 文献标识码:A 文章编号:1008-1933(2005)03-0055-051 概 述暴露在自然环境中的混凝土结构,受到周围环境气温以及日照等因素影响,外表面温度可能发生急变(升高或降低)。
由于混凝土材料的导热系数小(一般仅为黑色金属的几十分之一),混凝土内部的温度变化非常缓慢,从而产生明显的滞后现象,并且在混凝土结构内部形成较大的温度梯度。
当由此产生的温度变形被结构的内、外约束阻碍时,会产生相当大的温差应力。
在混凝土桥梁结构中,温度应力有时甚至比活载产生的应力还要大,不少预应力混凝土桥梁因此发生严重裂损。
随着大跨度预应力混凝土箱形桥梁结构的发展,温度应力对桥梁结构的影响和危害越来越大,因此在桥梁结构设计中,必须考虑温度应力的影响。
目前,桥梁结构温度应力的计算基本上采用力等效原理,由于过于简化,在处理复杂温度场时面临很大困难;计算使用的桥梁专用程序大多基于二维有限元理论,难以考虑梁的空间效应。
近十几年来,随着计算机技术的日益发展和有限元法的广泛应用,出现了一些大型通用的有限元分析程序,但是这些程序应用于桥梁结构温度应力计算有一定的局限性,操作过程复杂。
无砟轨道下部结构整体刚度对无缝道岔的纵向力影响
并且筛分完后 自动保存筛分数据 ，然后输入有关计算参数 即 【】Ｓ ＹＥ筛分粒度仪分析 系统手册【】２ ０ ． ２ Ｆ－ Ｓ ，０ ３
斛 协论 Ｉ ・２ １ 第 ７ （ ）— — 云 ０ ０年 期 下
—
—
１计算模型
本文应用 ＡＮＳ Ｓ有 限元通用软件建模，以我国 ｌ Ｙ ２号单
的要求。运用 Ａ Ｙ ＮＳ Ｓ有限元软件建模， 究无砟轨道 无缝道岔下部 结构整体 刚度 的合理取值 ，以保证 结构设 研
计经济、 理。 合
关键词 ：无砟轨道 中图分类号 ：Ｔ ３ Ｐ９
无缝道岔
有限元模 型 文献标识码 ：Ａ 文章编号 ：ｌ０ ．９ ３（ ００ ０ －７ －２ ０ ７３ ７ ２ １ ） ７０ ８０
０ ５ 、 ．５ ０１０ ０１５ ００ ０ ００ ３ ００ ５ ． ５ ０ 、 ．８ 、 ． 、 ．９ 、 ． 、 ． ｍｍ， 大 于 １ 避 免人 为 误 差 。不 足 之 处 是 有 时 生 成 的 数 据 容 易 丢 失 ，容 量 ３ ２ ２ ６ ４ 对 ． ０ ｍｍ 以上 的 一 般 采 用 ３ ．、６０ ８０ ４０ ２ ２０ １．、 ．、 ．、， ｍｍ， ００ ｌ ｍ 不够 ，软件程序 设计上有点小缺 陷。这些不足是会在今后 的 ０ 用 ． ｍ ３ 和２ ｍｍ这 两 级 来 控 制 ２ ｍｍ筛 下 的 级 配 ， ００ １ 用 ． ｍｍ和 ４ ． 试验工作中逐 步深入研究解决。 ３ ００
ｍ 这两级来控制 ４ ｍ ０ｍｍ筛下 的级配。分析 范围广，自动化
程度高、 方便、 快速 ， 在地质 、 水利、 冶金、 航道等方面广泛应用 。 参考文献 ：
１ ２９ Ｓ Ｍ】 北京 水利水 电出版 在筛分准确度和效率方面比传统老式振筛机要高。全 自动筛 … Ｌ４ ．２河流泥沙颗粒分析规程【 ． ： 分粒度仪最大特点是用 电脑控制， Ｗｉｄ ｗ 界面进行操作， 使 ｎｏ ｓ
利用有限元软件计算无缝道岔的温度力
利用有限元软件计算无缝道岔的温度力
杨荣山;王平;刘学毅
【期刊名称】《铁道建筑》
【年(卷),期】2003(000)012
【摘要】利用有限元软件ANSYS,以12号无缝道岔为例建立道岔计算模型,并与现有的无缝道岔软件WFDC结果进行比较,结果较为一致,认为利用ANSYS对无缝道岔的受力和变形情况进行分析是可行的.
【总页数】3页(P35-37)
【作者】杨荣山;王平;刘学毅
【作者单位】西南交通大学土木工程学院,四川,成都,610031;西南交通大学土木工程学院,四川,成都,610031;西南交通大学土木工程学院,四川,成都,610031
【正文语种】中文
【中图分类】U2
【相关文献】
1.利用ANSYS计算桥上无缝道岔的温度力与位移 [J], 晏资皇;唐进锋;谭亚;张丰华
2.无缝道岔温度力及变形的有限元分析 [J], 罗信伟;雷晓燕;冯青松;刘庆杰
3.大号码无缝道岔温度力与变形的有限元计算 [J], 王树国;林吉生
4.半焊无缝道岔温度力分析 [J], 周广海
5.高速铁路42号无缝道岔温度力分析与焊接顺序优化研究 [J], 孙嘉雯;杨荣山;孙水泉
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地铁用9号无缝道岔计算及限位器间隙设计
山 西建筑SHANXS ARCHITECTURE第42卷第4期2 0 2 1年2月Vol. 22 No. 2Feb. 2021・14・文章编号:409-6825（ 2021）04-0119-03地铁用9号无缝道岔计算及限位器间隙设计柴文博（中铁宝桥集团有限公司，陕西宝鸡721006）摘 要:对某地铁用60 ke/m 钢轨9号单开道岔，分别计算限位器间隙为2 mm 和10 mm 时,轨下基础为碎石和整体道床的情况下，基本轨内最大温度力、尖轨尖端位移、限位间隙及温度力随轨温的变化情况。
为地铁用6。
k/m 钢轨3号无缝道岔的转辙器 部分受力分析及限位器间隙的设计提供参考。
关键词:无缝道岔,轨下基础,轨温变化，限位器间隙中图分类号:U215.7文献标识码:A1概述。
ke/m 钢轨3号单开道岔是地铁线路中常用的道岔型号,多用于正线及折返线。
该型号道岔前长一般为4 m 左右,后长为15 m 左右,全长在2 m 〜34 m 之间；尖轨采 用6AT1钢轨制造，跟端设置弹性可弯段,转辙器设置两 个牵引点;辙叉多采用固定型高锰钢辙叉。
道岔轨下基础为混凝土整体道床或碎石道床,为适应无缝线路的要求,岔 内多采用冻结接头，并在尖轨跟端与基本轨之间设置限位 器以传递温度力。
本文以某地铁用66 ke/m 钢轨3号单开道岔为例，分 别计算道岔轨下基础为碎石道床和整体道床的情况下，限位器间隙为2 mm 和4 mm 时的道岔温度力及位移随轨温变化情况，为地铁用66 k//m 钢轨3号无缝道岔的设计提 供参考。
2计算条件某地铁用66 k//m 钢轨3号单开道岔前长10. H m,后长15. 73 m ,全长28. 9 m ,导曲线半径200 m ；尖轨长 4.684 m,跟端采用限位器式传力机构，辙叉为高锰钢整铸 辙叉;道岔采用II 型弹条扣件,轨下基础有混凝土整体和碎 石道床两种。
利用有限元软件ANSYS 建立66 k//m 钢轨3号单开 道岔的计算模型如图1所示，其中钢轨的弹性模量为0.1 X 41 Pv,泊松比0.5,线膨胀系数11.8 xl0-6/c ；混凝土岔枕的弹性模量为34. 5 X 43 Pv ；钢轨和岔枕采用Beam48单元模拟，扣件、道床阻力、限位器均采用Combm39单元模 拟，为充分消除边界效应的影响，道岔模型前后各加长5。
桥上无砟轨道无缝道岔纵向附加力关键影响因素分析
桥上无砟轨道无缝道岔纵向附加力关键影响因素分析作者：郭臣来源：《科协论坛·下半月》2012年第10期摘要：桥上无砟轨道无缝道岔技术是近年来铁路理论研究和结构设计的热门技术之一，为了满足现代铁路发展要求，这项技术也逐渐被应用于生产实际。
运用有限元计算理论，借助ANSYS有限元软件平台，建立桥上无缝道岔的组合模型，进行结构计算，对桥上无砟轨道无缝道岔内外部参数对结构附加力的影响进行分析，为类似结构设计提供技术支持。
关键词：无缝道岔板式无砟轨道 ANSYS有限元模型中图分类号：U213.6 文献标识码：A 文章编号：1007-3973（2012）010-006-02近年来，随着铁路设计技术水平的不断提高，桥上设置道岔的技术有了一定的发展，但由于道岔结构和梁轨相互作用的复杂性，给这项技术的发展带来了难度，为了解决这一技术难题，许多科研院所和高校做了大量的理论研究，现在铁路运输的发展急需要桥上无缝道岔的研究从理论过渡到生产实际，利用科学有效的计算方法，对桥上无缝道岔的受力情况进行研究，研究道岔和桥梁结构中各参数的变化对结构受力的影响，对桥上无缝道岔的设计有重要的指导意义，从而能推动理论向生产实际的转化。
1 无砟轨道桥上无缝单开道岔有限元模型本文应用大型ANSYS有限元计算软件建立简支梁桥上单开道岔计算模型，模型中，道岔选择我国12号可动心轨单开道岔，道岔设置在五跨简支梁桥上，钢轨采用梁单元模拟；扣件采用弹簧单元模拟，为了区分小位移和大位移条件下扣件纵向刚度取值的差异，位移较小的基本轨和区间线路钢轨扣件纵向阻力采用线性弹簧单元模拟，位移较大的岔区里轨扣件纵向阻力采用非线性弹簧单元模拟；间隔铁实测受力-位移曲线近似线性，其阻力可采用线性弹簧单元模拟；限位器要考虑7mm的不受力位移，其阻力可采用非线性弹簧单元模拟；扣件横向位移较小，近似线性，其阻力采用线性弹簧模拟；凸型挡台采用一组线性弹簧模拟；轨道板和混凝土底座用实体单元模拟，不考虑CA砂浆垫层的传力作用，二者之间只通过凸型挡台传递作用力，同时混凝土底座在桥梁板接缝处设置伸缩缝；桥梁板和桥墩采用实体单元模拟，桥梁支座采用固体单元模拟，桥梁板和支座以及支座和桥墩之间均通过接触面节点位移耦合相连。
运用ANSYS对焊缝残余应力及温度场分析
（ 4） 通过对异种材料钢铜连接处的铝焊缝的数 值模拟，能 够 比 较 直 观 地 显 示 残 余 应 力 分 布，为 焊 后热处理工艺提供指导。
参考文献
3 结论
通过 有 限 元 软 件 ANSYS 中 生 死 单 元 技 术 和 热 － 结构耦合技术［4］，对异种材料钢铜连接处的铝 焊缝进行了焊接过程中的温度场模拟，并得出过程 中温度场的分布情况，同时将温度场作为载荷施加 在结构中，进 而 得 出 过 程 中 的 应 力 分 布 情 况，由 以 上计算结果及后处理得出以下结论：
同时对于 钢、铜、铝 材 料 各 个 温 度 下 的 材 料 密 度、泊松比、传热系数、线膨胀系数、比热容，设定为 常数，如表 2 所示。
160
科学技术与工程
11 卷
表 2 钢、铜、铝的物理常数
材料密度 材料
/ （ kg·m － 3 ）
传热系数 / 线膨胀系数 比热容 /
泊松比 ［w·（ m － 1 · / （ 1·℃ － 1 ） （ kg·℃ ）
图 4 焊接过程中内部应力的分布情况
（ 3） 图 5 为选取的节点 1、节点 2、节点 16、节点 23、节点 36 的温度随时间变化历程图，节点 1 是钢板 与焊料铝交界边界线的上端，节点 16 位于焊缝低端，
图 5 温度随时间变化曲线
图 6 残余应力随时间变化曲线
2． 2 焊接残余应力分析 焊接后，焊缝处的残余应力是引起开裂故障的
GAO Ming-bao，LI Shi-yun，ZOU Yun-he
（ Department of Mechanical and Electronic Engineering，Kunming University of Science and Technology，Kunming 650093，P． R． China）
桥墩纵向水平刚度对桥上无缝道岔的影响
桥墩纵向水平刚度对桥上无缝道岔的影响荆果;王平【摘要】为了进一步研究桥上无缝道岔,通过计算,分析桥墩纵向水平刚度在连续梁桥上对钢轨、道岔、墩台等结构部件受力及变形的影响.本文采用ANSYS软件建立桥上无缝道岔的岔-桥-墩纵向相互作用一体化模型,并进行力学分析.研究结果是:随着连续梁桥桥墩刚度的增大,基本轨伸缩附加力减小.连续梁桥墩的纵向力增大;增大连续梁桥墩纵向水平刚度对铺设于其上的无缝道岔的受力与变形是有利的.【期刊名称】《铁道建筑》【年(卷),期】2011(000)004【总页数】3页(P27-29)【关键词】桥墩纵向水平刚度;桥上无缝道岔;纵向力;纵向位移;连续梁桥【作者】荆果;王平【作者单位】西南交通大学土木工程学院,成都,610031;西南交通大学土木工程学院,成都,610031【正文语种】中文【中图分类】U213.6;U443.22桥上无缝道岔是跨区间无缝线路的一项关键技术。
分析各种因素对道岔和桥梁的受力与变形的影响，总结出连续梁桥上无缝道岔受力与变形规律，是关系到客运专线运营安全的重要问题。
其中，桥墩刚度是影响桥上道岔和桥梁受力、变形的重要因素之一，因此有必要对其进行进一步的研究。
本文以250 km/h、350 km/h客运专线铁路60 kg/m钢轨18号单开道岔为例(两道岔尺寸相同)，通过建立“岔—桥—墩”纵向相互作用一体化计算模型，分析桥墩纵向水平刚度对有砟轨道连续梁上无缝道岔与桥梁的受力和变形规律的影响。
1 计算模型与参数1.1 计算模型连续梁桥上铺设无缝道岔是国内外高速铁路采用的主要结构形式。
这是因为连续梁桥整体性好，在横向上若也采用整体结构，则可为无缝道岔提供一个整体连续、各向稳定的铺设平台;通过优化布置岔桥相对位置，可将桥梁伸缩对无缝道岔的影响降低至最低程度，确保道岔的稳定性和良好的几何状态。
本文以连续梁上铺设无缝单开道岔为例，建立“岔—桥—墩”纵向相互作用一体化模型如图1所示，模型对道岔结构作如下假定:1)道岔尖轨与可动心轨前端可自由伸缩。
基于ANSYS的无缝线路稳定性的分析
基于ANSYS的无缝线路稳定性的分析摘要：从连续弹性基础梁理论和有限元数值分析方法出发，用ANSYS软件建立了无缝线路中轨道结构的有限元模型，研究无缝线路钢轨在不同温度力作用下的稳定性。
分析了道床横向阻力对钢轨的横向位移的影响；不同道床纵向阻力作用下，钢轨的内力分布。
分析结果对钢轨的温度力测量和应力放散起着一定的指导作用。
关键词：无缝线路；有限元模型；温度力；横向位移0 引言无缝线路是一种新型的轨道结构，它在结构上限制了钢轨的伸缩。
当温升较大时，钢轨内将积存巨大的温度压力，有可能造成轨道的膨曲，亦即丧失稳定，这对列车运行的安全是个极大威胁。
由于日常的养护维修、线路大中修施工作业、列车碾压以及其它外部环境因素影响，无缝线路会不断产生位移和应力衰减，从而使锁定轨温自然下降，造成无缝线路不稳定，危及铁路行车安全，要求必需对不符合规定要求的无缝线路进行应力放散。
因此，钢轨温度力是无缝线路研究中的关键因素。
国内外很多学者曾从多个角度对无缝线路的温度力及稳定性做过大量的研究和试验，并提出了相应的研究方法和公式。
但是绝大多数都是用解析法来研究这个问题，如能量法，微分方程法等，而这些方法都对原型做了许多假设。
例如忽略道床纵向阻力，即假定温度力为常量等等。
无缝线路轨道的构成复杂、受力复杂，采用理论解析方法很难准确分析整体的稳定性。
但是由于轨道构成的特殊性、受力的复杂性及铁路运营条件的多变性，造成了轨道的受力异常复杂。
因此，精确分析钢轨在温度力作用下的变形是实际工程中的难点。
随着有限元理论及计算机技术的迅速发展，越来越多的人开始采用有限元方法研究无缝线路。
有限元法适用性较好，模型化能力强的数值方法，便于模拟线路所处的各种状态及各种重要工况。
本文的工作是建立在连续弹性基础梁理论之上，借助于有限元方法和ANSYS软件，充分考虑弹簧之间的相互帮助作用以及及几何非线性等影响因素，对无缝线路复杂受力状态下进行分析。
1 计算模型和有限元模型1.1 计算模型本文建立在连续弹性基础梁理论之上，认为钢轨是无限长梁，支撑在具有连续性的弹性基础上。
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整个无缝道岔正常工作 ， 不出现故障的基础 。由于 无缝道岔 的结构特性及温度变化 和受力的复杂性 ，
试 图得 到 无缝 道岔 结构 中任 意位置 的 温度力 和位 移
的解析 解 几乎 是不 可能 的 ， 此 可采 用 有 限 元 法进 因 行分 析 Ｉ］ ３。
约束。全焊无缝道岔岔尾与无缝线路 固定区联接 ， 所 以道 岔 尾部 的 四个 钢 轨 节 点 全 部 施 加 ｘ、 Ｙ方 向 的约束。图 ２ 是无缝道岔建成后的有限元模型。
分 析该 道 岔有 限元 模 型 ， 最终 要 求解 的是 钢轨 温 度力 和位移 。就 是说 钢轨 在温 度变化作 用下 产生
成 ， 于 第 １０、 】 位 １ ｌ １和 １２岔 枕 之 间 。依 次 建 立 １
钢 轨节 点 、 枕 节 点 、 床 阻 力 节 点 和 扣 件 节 点 ， 岔 道 钢 轨节 点 中对 应 的 限 位 器 和 间 隔 铁 位 置 用 非 线 性
温度力 ， 该温度力通过扣件传递给岔枕 ， 岔枕又传递 给道床 ， 最终 通过 道 床 阻力 来 平 衡 结构 所 受 的力 的
一
个过 程 。所 以我们 只需在 钢轨杆 单元 上施 加温 度
荷载， 即可得 到结 构 中各 部件 相 互 作 用后 的温 度 力
和位移 。
２ 模 型 验 证
升温 １℃ 时 ， 中北 站基本 轨 和 导 轨纵 向力 测 试值 ９ 绥
与所建模 型计算 值 的对 比结 果 ， 】 以便 于对 比分
析。
第１ ６期
杨
娜 等 ： 用 Ａ Ｓ Ｓ分析 无缝 道 岔温度 力 应 ＮＹ
纵 向力 （ Ｎ ｋ）
１３ ２
－ ‘ ｈ ．
’
…
．
为 验证所 建 有 限元模 型 的正 确性 ， ｌ 将 ８号无 缝 道 岔计 算 结果 与 铁 科 院 ２０ ０ ２年 ５月 到 ７月在 绥 中 北 站 的测试 结果 进行 对 比。 以验 证有 限元模 型 的正
确 性 和可行性 。图 ３～ ６分 别 列 出 了在 升 温 ２ ｃ 和 ２Ｉ ＝
弹 簧单 元 模 拟 】 。 图 １是 钢轨节 点 、 岔枕 节点 和道 床阻力节 点 ， 这 三类 节 点 ｘ、 Ｙ方 向对应 的坐标 是 重合 的 ， 是垂 向 只 的坐标 不 同 ， 图中 四处深色 部分 ， 分别 表示 限位 器 和 间隔铁 ， 它们 与对 应位 置 的钢轨 节点纵 向耦 合 一］ ’。
图 ６ 导轨升温 １ ℃纵 向力变化值对 比 ９
铁科 研 在绥 中北 站测 试 了基 本 轨 、 轨 上特 定 导 点 的纵 向力 ， 见表 ｌ ｏ
ｆ ㈣ ㈣
ｉ ｌ ｌ ｉ
蹶
图 １ 钢 轨 和 轨 枕 节 点
钢轨所 受 温度 力 是轴 力 ， 们通 过 Ｌｎ ｌ单 元 我 ｉｋ 连接 钢轨 节点 ， 成节 点 问较小 的钢轨 单元 ， 形 用这 些 小 的钢轨 单元 来模 拟道 岔钢 轨 的曲线 部分 。 由于尖 轨 和 长心 轨 自由伸 缩 ， 型 ３块 间 隔 铁 ， 根 间 隔 铁 由 ２根 螺 栓 组 每
由于钢轨 的纵 向力 和纵 向位移 是无缝 道岔研 究
的核心 ， 以假 定 无缝 道 岔 在 温 度 力作 用 下 无横 向 所
力 和横 向位移 。基 于这一 假定 ， 以在 岔枕两 端 、 可 尖
轨尖端和心轨尖端节点上施 加横 向约束 ， 这样整个 系统 就 忽略 了横 向力 和横 向位移 。
Ｙ
Ｌ
图 ２ 有砟 无 缝 道 岔 有 限 元模 型
ｌ 模 型 建 立
秦沈客运专线 １ ８号长翼轨可动心轨道 岔 ， 采 用６ Ｏ轨 、 Ⅲ型 弹 条 扣件 ， 轨 根 部 有 ２个 限 位 器 ， 尖 位 于第 ３ 、６和 第 ３ ３ ５３ ７、８号 岔 枕 之 间 ； 、 心 轨 长 短
无 缝 道 岔 是 跨 区 问无 缝 线 路 中关 键 的轨 道 结
我们用 平 面粱单 元 来 模 拟 岔 枕 。扣 件 、 隔铁 和 限 间 位器用 非线 性 弹 簧 ３ ９单元 模 拟 。道 床 阻 力 用非 线 性 弹簧 单元 来模 拟 ， 一端 和岔 枕单 元连接 ， 端全部 一
构 ， 温 度力 的确定 是整 个道 岔设计 、 其 施工 中的重要 部 分 。而 进行 无缝 道 岔 温 度 力 的分 析 ， 确 预 测 温 正 度变化 时 无缝 道岔 内部 的温 度力 和 位 移 ， 关 系 到 是
第２ ８卷
第１ ６期
甘肃 科 技
Ｇａ ｓ ｃｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｌ ｎ ｕ Ｓ ｉ ｎ ｅ ａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏ
Ｉ ２ Ⅳｏ ６ ２ ８ ＿ ．１
Ａ
２１ ０ ２年 ８月
２ ２ ０ｌ
应 用 Ａ Ｓ Ｓ分 析 无 缝 道 岔 温 度 力 Ｎ Ｙ
杨 娜。贾志强 ，
．—
－．ｉ 卜 ● ｜—
嚣 嚣 霉 霉 盘 薯 茗 ＝ 釜 詈曼
钢轨 编号
图 ３ 基 本 轨 升 温 ２ ℃ 纵 向力 变 化 值 对 比 ２
级向力 （ Ｎ ｋ）
值 对 比
／
∥ ∥
一
∥
∥
／ ／
／ ，
∥
钢轨缠 号
５０
６２
Ｔ ５
钢轨编号
图 ４ 导轨升温 ２ ℃纵 向力变化值对 比 ２
（．苏州大学 ， １ 江苏 苏 州 ２ ５ ３ ；．上海现代设计 院， １ １７ ２ 上海 ２ ０４ ） ００ ０
摘 要： 随着跨 区间无缝线路的快速发展 ， 无缝 道岔的轨道结 构和温度力计算成 为研究 的难点 和热 点。运 用 Ａ Ｓ Ｓ ＮＹ
有 限元软 件建 立可动心 轨无 缝道 岔有 限元模 型 ， 研究无缝道岔温度力 和位移的变化 规律 ， 不仅可 以简化过去复 杂的 计算过程 ， 更可 以方便道岔结构的优化设计 ， 高产品质量和使用寿命 。 提 关键 词 ： 铁路 ； 无缝道岔 ； 有限元 ； 温度应力 ； Ｎ Ｙ ＡＳＳ 中图分类号 ： ２３ ６ Ｕ １．