[发明专利]一种考虑顶镐作用面的道岔钢轨横向顶弯方法

说明书

本发明提供一种考虑顶镐作用面的道岔钢轨横向顶弯方法，包括以下步骤，S1、建立载荷‑挠度模型；S2、建立有限元仿真模型；S3、基于所述有限元仿真模型中不同支距下的有限元仿真数据，引入顶镐作用面修正系数，对不同支距下的所述载荷－挠度模型进行修正；S4、根据不同支距下的修正系数，建立支距‑修正系数模型；S5、建立修正后的载荷‑挠度模型；S6、根据所述修正后的载荷‑挠度模型，建立考虑顶镐作用面的顶弯预测模型，其用于预测顶弯行程。本发明考虑顶镐作用面对钢轨顶弯过程的影响，引入顶镐作用面修正系数，可有效提高钢轨顶弯的精度与质量。

技术领域

本发明涉及钢轨自动顶调领域，尤其涉及一种考虑顶镐作用面的道岔钢轨横向顶弯方法。

背景技术

道岔钢轨是机车车辆从一股轨道转入另一股轨道时必不可少的线路设备，是铁路轨道装备的重要组成部分。道岔钢轨件需要求一定的圆顺度以及一定的弯折角度从而满足机车换向的要求，而且道岔钢轨件的组成断面形状复杂多变，因此工业中使用压力机对道岔钢轨进行三点顶弯。

道岔钢轨的三点顶弯为金属型材三点弹塑性反弯的过程，其中顶弯过程中顶弯支距，顶弯行程和顶弯载荷为顶弯工艺中的主要工艺参数。理论上，对道岔钢轨进行顶弯时，确定顶弯支距以及顶弯后的弯折点的残留挠度，结合理论计算所得到的钢轨顶弯过程的载荷-挠度模型则可得到顶弯行程；但是在实际工业现场中使用顶镐对道岔钢轨进行顶弯时，由于顶镐与道岔钢轨之间存在非线性接触，通过理论计算所得载荷-挠度模型则不再适用。近年来针对顶弯工艺的研究，国内外专家学者进行了一些探索性的工作，但是顶镐作用面对顶弯的影响却鲜有研究。综上所述，有必要发明一种考虑顶镐作用面的道岔钢轨横向顶弯方法，该方法更贴近工业现场对顶调工艺的要求，提升了道岔钢轨顶弯的效率与质量。

发明内容

根据上述提出的技术问题，而提供一种考虑顶镐作用面的道岔钢轨横向顶弯方法，该方法具有顶弯效率高，顶弯质量好，实用性强、考虑面全的特点。

本发明采用的技术手段如下：

一种考虑顶镐作用面的道岔钢轨横向顶弯方法，包括以下步骤：

S1、建立不同支距下的道岔钢轨横向顶弯过程载荷-挠度模型，得到理论计算下载荷-挠度曲线；

S2、建立不同支距下的道岔钢轨横向顶弯过程有限元仿真模型，得到仿真载荷-挠度曲线；

S3、基于所述有限元仿真模型中不同支距下的有限元仿真数据，引入顶镐作用面修正系数，对不同支距下的所述载荷－挠度模型进行修正；

S4、根据不同支距下的修正系数，建立支距-修正系数模型；

S5、根据所述支距-修正系数模型，并结合所述载荷-挠度模型，建立修正后的载荷-挠度模型；

S6、根据所述修正后的载荷-挠度模型，建立考虑顶镐作用面的顶弯预测模型，其用于预测顶弯行程。

进步一地，在所述步骤S1中根据弹塑性理论及矫直理论建立所述载荷-挠度模型，所述载荷-挠度模型为：

式(1)中：

F为顶弯载荷；

a为顶弯载荷系数；

M_t为顶弯过程的弹性极限弯矩；

m₁、m₂、m₃为顶弯过程塑性变形系数；

W_y为道岔钢轨断面系数；

ξ_min为顶弯过程的最小弹区比；