重轨是铁路轨道最重要的部件,承担着引导车轮、传递载荷的功能。随着我国铁路提速和重载的不断发展,轨的设计要求更加严格。矫直作为重轨生产的最后一道工艺,直接影响着重轨的生产质量,对重轨矫直工艺的深入研究是十分有意义的。本文以重量为60kg/m的U71Mn重轨为例,根据相关文献,计算九辊矫直辊系和十一辊矫直辊系的辊距、辊长和辊径等辊系参数;采用SolidWorks软件建立了重轨、九辊矫直辊系和十一辊矫直辊系的三维立体模型;应用ABAQUS有限元软件模拟对重轨拉伸矫直和九辊矫直辊系和十一辊矫直辊系辊压矫直建立了弹塑性分析模型和热机耦合分析模型,获得了相关温度场、应力、应变分布规律。分析结果表明:(1)在拉伸矫直过程中,当时间不变时,拉力对重轨等效应力、应变的影响程度小于拉伸速度,且重轨拉伸矫直方法的拉伸速度应小于45m/min;(2)在九辊矫直辊系和十一辊矫直辊系矫直过程中,轨头应变的分布规律为压应变与拉应变交替变化,轨底应变分布规律为拉应变与压应变交替变化;轨头与轨底的应力分布规律与应变分布规律相同;(3)九辊矫直辊系与十一辊矫直辊系对比发现十一辊矫直辊系优于九辊矫直辊系;(4)热机耦合分析结果可知,重轨轨头最高温度为976°C,轨头和轨底既有拉应变又有压应变,轨头的轨底的应力分布规律与应变的分布规律相同。本文的研究结果为确定合理的重轨矫直方案提供依据,对提高重轨矫直质量、制定合理的矫直工艺具有一定的理论意义。