无缝线路局部快速降温分析研究

论文摘要

无缝线路解决了普通线路的许多问题,然而,当轨温改变时,钢轨不能自由伸缩将在内部会产生巨大的温度力,尤其是在具有初始弯曲矢度地段,将造成局部钢轨隆起,导致钢轨温度力分布不均,一定范围内产生纵向位移和横向位移,严重时影响列车的行车安全。本文主要结合无缝线路局部快速降温器的局部降温的工程实践,分析了相对于钢轨初始弯曲矢度的不同位置进行局部降温的效果,并提出合理的建议。首先,介绍了国内外无缝线路发展的现状,以及在无缝线路稳定性基础上进行长钢轨快速降温技术的应用,并根据钢轨快速降温的特点,引入热力学,建立热—结构耦合模型并用ANSYS软件进行计算。其次,利用该模型,分析对比了不同曲线半径和初始弯曲矢度在升温相同的条件下钢轨所受纵向约束力以及纵、横向位移的变化。再次,对相对于初始弯曲矢度的不同位置进行局部降温,计算出温度力的重分布,分析对比了不同位置处纵、横向位移的前后变化,提出了降温的合理位置。结果表明,在钢轨有可能发生臌曲两侧降温可有效的减少局部温度力,钢轨的纵、横向位移。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 概述
• 1.2 无缝线路的发展
• 1.2.1 国外铁路无缝线路的发展
• 1.2.2 国内铁路无缝线路的发展
• 1.3 本文研究的现状及意义
• 1.4 本文主要研究内容
• 第2章 无缝线路的基本原理
• 2.1 无缝线路基本原理
• 2.1.1 钢轨温度力
• 2.1.2 道床纵向阻力梯度及钢轨温度力梯度
• 2.2 无缝线路稳定性概念
• 2.3 无缝线路稳定性各影响因素
• 2.3.1 稳定因素
• 2.3.2 丧失稳定的因素
• 2.3.3 道床横向阻力及线路原始不平顺对线路温度力影响程度分析
• 第3章 局部降温工程实践及热力学基础
• 3.1 局部降温在工程实践中的应用
• 3.1.1 自然环境对线路钢轨的热影响
• 3.1.2 钢轨局部降温的可能性
• 3.1.3 快速降温器的工作原理和降温效果
• 3.2 热应力分析
• 3.2.1 热传递的几种方式
• 3.2.2 热应力分析
• 第4章 局部降温下温度力重分布结果分析
• 4.1 建立力学模型
• 4.1.1 模型简化
• 4.1.2 建模过程分析
• 4.2 分析单元及参数选取
• 4.2.1 分析单元选取
• 4.2.2 参数选取
• 4.3 本计算模型升温过程中与文献结果对比分析
• 4.4 钢轨局部降温下结果分析
• 4.4.1 局部快速降温下轨温及不同半径初始弯曲矢度工况分析
• 4.4.2 在钢轨有可能发生臌曲处降温分析
• 4.4.3 在钢轨有可能发生臌曲两侧降温分析
• 4.4.4 在钢轨有可能发生臌曲一侧降温分析
• 4.4.5 在直线地段的降温分析
• 4.5 本章小结
• 第5章 结论及研究展望
• 5.1 本文主要研究工作与结论
• 5.1.1 主要工作
• 5.1.2 主要结论
• 5.2 未来工作与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士期间发表的学术论文