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Novel Analytical Model of Mean Temperature and Experimental Research on the Rail Universal Rolling: 2009年; For building the analytical model of mean temperature in rail universal rolling, the cross-section of workpieces and the profile of horizontal roll and vertical roll are simplified rationally. The mean temperature of the web of rail, the top of rail and the base of rail are considered individually. The temperature rises for plastic deformation and friction incorresponding deformation zone, the temperature drop for contact is calculated on the base of variation principle and energy conservation law. Then the mean temperature is obtained. For verifying the theoretical model, the 18 kg/m light rail universal rolling experiments are accomplished in Yanshan University Rolling Laboratory, China and the surface temperature is measured. The surface temperature is not exact enough to express the true temperature and the mean temperature can show the status of the true temperature basically. So the mean temperature can be used to express the true temperature and this theoretical model and its results can be applied as an important reference to control the temperature of rail universal rolling and the heat treatment of the rolled rail.; DONG Yonggang ZHANG Wenzhi SONG Jianfeng; 关键词：平均气温铁路网络温度升高能量守恒定律

机车通过曲线道岔时轮对过盈配合面的应力及微动滑移分布特性: 2021年; 机车轮对从直线钢轨导向曲线道岔平稳运行时,轮对过盈配合面应力及微动滑移分布特性比直线行驶状态复杂得多,给机车轮对安全运行带来了安全隐患。基于Abaqus软件模拟机车轮对平稳通过曲线道岔的运行过程,比较直线行驶和过曲线道岔时过盈配合面应力分布特性以及机车通过曲线道岔不同位置时过盈配合面应力分布特性,并比较过盈配合面周向和轴向微动滑移分布特性以及不同曲线道岔位置时微动滑移特性。研究结果表明:直线行驶和曲线行驶径向应力最大值都出现在配合面中部,直线行驶时径向应力在距离两侧0~30 mm的范围由外向内突然变小;轮对在曲线道岔平稳运行时,过盈配合面内侧径向应力值逐渐变大,外侧径向应力逐渐变小,内外侧径向应力差值变大;轮对在曲线道岔运行时的周向和轴向滑移幅度随着行驶时间的增加逐渐变大,过盈配合面两侧滑移值远大于中间滑移值,且曲线道岔运行距离越长滑移越明显。; 董永刚敖金磊郎跃东宋剑锋骆国玲; 关键词：机车曲线道岔应力

配备组合式支承辊的四辊冷轧机辊系弹性变形数学模型被引量：6: 2013年; 为求解配备热装组合式支承辊的板带冷轧机辊系弹性变形,将辊套和辊芯进行分段离散,并考虑辊套装配凸度以及辊套与辊芯之间的弹性压扁,根据工作辊、辊套及辊芯之间的变形协调以及力平衡条件,采用影响函数法推导出热装组合式支承辊辊系弹性变形数学模型,并编程求解辊系弹性变形,分析不同弯辊力、窜辊量以及带材宽度对辊系弹性变形的影响。实验结果表明:随着工作辊弯辊力和板宽度的增加,组合式支承辊辊间压扁产生由中间凸到中间凹的变化,且横向分布趋于均匀,随着工作辊窜辊量的增加,辊间压扁出现非对称分布,且非对称程度逐渐增大,窜辊量为100 mm时左右两端的辊间压扁差值超过30μm;弯辊力变化和窜辊量对组合式支承辊挠度的影响分别不超过0.7μm/(10×104N)和0.8μm/100 mm,带材宽度变化对挠度的影响达1.8μm/100 mm。; 董永刚苏玉龙张岩岩; 关键词：支承辊挠度

冷轧过程中组合式支承辊与整体式支承辊性能的比较被引量：1: 2013年; 为比较四辊冷轧条件下热装组合式支承辊与整体式支承辊的工作性能,将辊套和辊芯进行分段离散,根据工作辊、辊套及辊芯之间的变形协调以及力平衡条件,采用影响函数法基于C语言编程求解组合式支承辊弹性压扁、辊间压力及出口前张力横向分布,研究弯辊力以及窜辊量对组合式支承辊性能的影响,并将其与相同轧制工艺参数条件下的整体式支承辊性能进行比较。结果表明,相同条件下,组合式支承辊的辊间压扁量比整体式支承辊的辊间压扁量减少6%以上,组合式支承辊辊身边部与中部的辊间压力差值比整体式支承辊边部和中部辊间压力差值大0.2kN/mm左右;但当弯辊力及窜辊量较大时,组合式支承辊出口前张力边部与中部差值明显大于整体式支承辊出口前张力边部与中部差值。; 董永刚苏玉龙朱志安; 关键词：支承辊挠度

基于功率最小原理和遗传算法的钢轨万能轧制过程宽展预测: 2014年; 为得到钢轨万能轧制过程轨头和轨底的精确宽展,以轨头和轨底宽展为待定参数,在坯料断面尺寸、设备参数、轧制工艺参数已知的基础上,基于上限原理推导得出包含轨头和轨底宽展系数的钢轨万能轧制过程总功率表达式,并应用MATLAB软件遗传算法工具箱编写M文件对钢轨万能轧制总功率进行单目标优化,得到轧制功率最小时的轨头和轨底宽展系数。为验证理论模型,对18kg/m轻轨进行万能轧制实验,并用DEFORM软件模拟其万能轧制过程,将优化后宽展系数与实验结果进行对比,两者误差小于2%。; 董永刚李鸿全张江涛; 关键词：宽展钢轨

万能轧制过程轧件相对立辊前滑的理论和实验研究被引量：1: 2010年; 为便于钢轨万能轧制过程解析计算,将轧制轨头立辊合理简化为平辊,并且将钢轨断面形状等效为工字形断面。基于立辊的力矩平衡条件,推导出轨头、轨底变形区的中性角公式,并根据秒流量相等理论,推导出轨头和轨底相对于立辊的前滑系数公式。为验证理论模型,在燕山大学实验室的万能轧机上完成了18kg/m轻轨的万能热轧实验,用压痕法实测了不同轧制规程时轨头和轨底相对于立辊的前滑系数。通过对比,理论模型计算结果与实验结果比较接近,可以用于钢轨万能轧制过程前滑预测。; 宋剑锋张文志董永刚; 关键词：万能轧机中性角中性线前滑

钢轨万能轧制过程轨底宽展的理论及实验研究被引量：5: 2011年; 为了得到钢轨万能轧制过程中轨底的精确宽展,在计算宽展时引入变形协调系数和轧件材质影响系数,确定轨底轧制前、后等效高度以及等效压下量,同时进行18 kg/m普碳钢轻轨的万能热轧实验。通过理论计算结果和实测值可知:当轨底压下率保持不变而轨腰压下率变大时,轨腰延伸系数变大,为了实现变形协调,轨底部分必须有额外的金属向纵向流动以增加轨底的延伸,因此,轨底的宽展明显变小;当水平辊转速变小时,摩擦因数变大,金属的横向流动阻力变大,轨底宽展随水平辊转速的减小而减小;引入变形协调系数修正后的轨底宽展模型计算值比修正前的模型更接近于实测值和模拟值,对钢轨万能轧制过程轧制规程制定具有一定的参考价值。; 董永刚张文志宋剑锋; 关键词：钢轨万能轧机宽展

上限原理在重轨万能轧制过程平均温度计算中的应用: 2008年; 在重轨万能轧制过程中,首先建立了简化的三维几何模型,然后分别给出了轨腰、轨头及轨底的运动学许可速度场以及相应的应变速度场和剪应变速度强度。根据上限原理分别求出了轨腰、轨头及轨底在运动学许可速度场下的塑性变形温升和摩擦温升,并且求得了轧件在相邻机架之间的穿梭温降。根据水平辊和立辊的能量平衡条件求出了接触温降,得到了轧件在单个机架上变形前后的温度变化。为了验证理论模型,对轧制过程的温度变化进行了刚塑性有限元仿真,得到了钢轨各部分的平均温度的有限元解。通过比较理论解、有限元解和实测表面温度可知,上限原理求得的平均温度值大于表面温度实测值,而且接近于有限元解,能更准确地表示轧件温度。因此,根据上限原理控制轧制温度从而控制钢轨的微观组织变化以得到高质量钢轨是可行的。; 董永刚张文志宋剑锋; 关键词：重轨速度场刚塑性有限元温度

组合式冷轧支承辊热装等效应力研究被引量：2: 2016年; 为准确计算辊套和辊芯热装等效应力,首次给出了考虑辊套和辊芯尺寸、材料物理性能参数及过盈量影响的辊套和辊芯热装径向应力计算公式,在此基础上得到了不同辊套厚度及过盈量条件下热装等效应力计算公式.为了验证该理论模型,用ANSYS软件对组合式支承辊热装过程进行了数值模拟,分析了不同辊套厚度、辊套和辊芯过盈量对结合面等效应力的影响.研究结果表明:相同过盈量及辊套厚度条件下,热装过程中周向应力约为径向应力的2倍;相同辊套厚度时,过盈量每增加0.1 mm,热装等效应力增大超过20 MPa;相同过盈量时,辊套厚度每增大100 mm,热装等效应力增大约20 MPa.; 董永刚朱志安苏玉龙宋剑锋; 关键词：热装支承辊过盈量

重载列车加速运行中轮对过盈面的微动滑移: 2020年; 高速重载列车加速运行条件下,轮毂与车轴过盈配合面会发生周期性微动滑移导致过盈配合面产生微动损伤,给行车安全带来非常大的安全隐患,而轮对在不同运行状态下的过盈配合面不同位置处微动损伤与过盈配合面微动滑移分布特性有直接相关。基于高速重载列车设备参数和运行条件,通过有限元软件Abaqus建立了有限元模型,模拟得到了不同运行条件下轮毂内孔与车轴的轮座过盈配合面的轴向和周向微动滑移分布规律,考虑不同工况如:过盈量、角加速度和轴重对轮对的过盈配合面微动滑移特性的影响,在此基础上提取仿真结果利用Matalab软件得到了过盈配合面的微动滑移速度分布,对后续研究进一步分析过盈配合面微动损伤有重要的意义。; 董永刚赵熠堃赵鹏飞宋宏军李树林; 关键词：轮对

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国家自然科学基金(50775196)

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