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。
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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．