降低与均化道岔尖轨淬火后残余应力的振动时效方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109554532A(43)申请公布日2019.04.02(21)申请号201811449498.4(22)申请日2018.11.30(71)申请人湖北武铁山桥轨道装备有限公司地址438300湖北省黄冈市麻城市经济开发区兴业路20号申请人华东交通大学(72)发明人邹小魁冯青松王定安徐金辉魏笑楠张斌李瑞雨程毅朱磊曾群林杨(74)专利代理机构上海申蒙商标专利代理有限公司31214代理人黄明凯(51)Int.Cl.C21D10/00(2006.01)G06F17/50(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图1页(54)发明名称降低与均化道岔尖轨淬火后残余应力的振动时效方法(57)摘要本发明公开了一种降低与均化道岔尖轨淬火后残余应力的振动时效方法，包括以下步骤：建立道岔尖轨的有限元模型，并根据有限元模型对淬火过程进行模拟以获取淬火完成后的道岔尖轨的残余应力分布云图；对有限元模型进行自由模态分析以确定三个固定支撑点的位置及对应的自振频率；根据固定支撑点对有限元模型进行约束模态分析以确定激振点的位置及对应的固有频率；根据固定支撑点、激振点、残余应力分布云图对有限元模型进行谐响应分析，获取消除残余应力比率最高的实际激振力及实际激振频率；对道岔尖轨施加振动处理残余应力。本发明的优点是：能够有效降低道岔尖轨淬火后的整体的残余应力。CN109554532ACN109554532A权利要求书1/1页1.一种降低与均化道岔尖轨淬火后残余应力的振动时效方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1：建立道岔尖轨的有限元模型，并根据所述有限元模型对淬火过程进行模拟以获取淬火完成后的所述道岔尖轨的残余应力分布云图；步骤2：对所述有限元模型进行自由模态分析以确定三个固定支撑点的位置及对应的自振频率；步骤3：根据所述固定支撑点对所述有限元模型进行约束模态分析以确定激振点的位置及对应的固有频率；步骤4：根据所述固定支撑点、所述激振点、所述残余应力分布云图对所述有限元模型进行谐响应分析，获取消除残余应力比率最高的实际激振力及实际激振频率；步骤5：将所述道岔尖轨的所述固定支撑点固定，根据所述实际激振力和所述实际激振频率对所述道岔尖轨的所述激振点施加振动。2.根据权利要求1所述的一种降低与均化道岔尖轨淬火后残余应力的振动时效方法，其特征在于，所述步骤2包括以下步骤：对所述有限元模型进行自由模态，选取具有三个明显振型驻点的第一振型图，将所述振型驻点所在的位置选取为所述固定支撑点，并将所述第一振型图的频率选取为所述自振频率。3.根据权利要求1所述的一种降低与均化道岔尖轨淬火后残余应力的振动时效方法，其特征在于，所述步骤3包括以下步骤：在所述有限元模型中对所述固定支撑点施加固定约束，再对所述有限元模型进行约束模态分析，选取每两个所述支撑点之间存在位移变形最大区域的振型图作为第二振型图，选取所述第二振型图中每两个所述支撑点之间位移变形最大处的位置作为所述激振点的位置，并将所述第二振型图的频率选取为所述固有频率。4.根据权利要求1所述的一种降低与均化道岔尖轨淬火后残余应力的振动时效方法，其特征在于，所述步骤4包括以下步骤：根据所述道岔尖轨的材料强度计算获取激振力的取值范围，根据所述自振频率和所述固有频率获取激振频率的取值范围；将所述残余应力分布云图导入所述有限元模型的单元节点上作为谐响应分析的初始载荷，再对所述有限元模型进行谐响应分析，求解不同的所述激振力和所述激振频率作用下所述残余应力的情况，选取消除所述残余应力比率最高的所述激振力和所述激振频率作为实际激振力和实际激振频率。2CN109554532A说明书1/4页降低与均化道岔尖轨淬火后残余应力的振动时效方法技术领域[0001]本发明属于列车轨道制造技术领域，具体涉及一种降低与均化道岔尖轨淬火后残余应力的振动时效方法。背景技术[0002]道岔尖轨淬火之后残余应力较大，且发生翘曲变形。需要对其进行消除残余应力，再进行矫直顶调处理后，才能上道使用。[0003]现有的消除轨道残余应力技术中需要激振器在一定频率范围内对道岔尖轨进行扫频，并采用加速度采集器确定最大加速度位置，记录最大加速度位置处的频率，上述方案不能很好确定扫频范围，虽然扫频的范围越大越好，但大范围的扫频耗费的时间也越长。[0004]如图2所示，现有的消除轨道残余应力技术普遍采用的是轨底两点支撑，分别为第一支撑位7和第二支撑位8，在轨顶单点9激振的振动时效方法。理论上支撑点的位置应该选择位移变形最小位置处，以避免道岔尖轨和支撑物因相撞而消耗能量，激振点位置应选择位移变形最大位置处。上述方法支撑点和激振点的位置是根据经验判断的，无法准确定位到位移变形最小和位移变形最的点，影响了振动时效时残余应力的