道岔是铁路轨道装备的重要组成部分,是列车换向必不可少的关键设备。随着我国高速铁路运行里程和运行速度不断提高,对道岔装备的质量和产量提出了更高的要求。道岔钢轨件需要对原始轨件的弯曲缺陷进行矫直,在相应位置对轨件进行顶弯,统称为道岔钢轨件的顶调工艺,其顶调精度决定着列车运行的平顺性和可靠性。而目前道岔钢轨件主要凭借人工经验确定顶调工艺参数,手工操作压力机进行顶调,顶调精度不稳定、生产效率低、劳动强度大。因此本文以道岔基本轨件为研究对象,基于弹塑性力学及压力矫直理论,分析轨件压力顶调过程中的载荷-挠度关系,采用“理论分析-有限元仿真-实验验证”相结合的方法,对道岔钢轨件的压力顶调问题进行研究,主要研究内容如下:(1)进行U71Mn钢轨钢常温下的拉伸试验,获取材料的真实应力应变数据,建立该材料的线性强化应力应变模型,为道岔钢轨件三点压力顶调的理论计算及有限元分析提供材质参数和模型基础。(2)分析50kg/m、60kg/m和75kg/m型号道岔基本轨件横向顶调过程的弯矩、塑弯比与弹区比的关系曲线,标定出了最小弹区比以及最大塑弯比,建立了不同支距下、三种型号轨件横向顶调过程的载荷-挠度理论数学模型,并通过ABAQUS梁单元有限元分析验证了该理论数学模型的准确性。(3)根据工业现场实际顶调工艺建立ABAQUS道岔基本轨顶调过程的有限元仿真模型,分析顶调过程中钢轨的弹塑性应力分布,证明了轨件顶调过程中的应力分布为典型的弯曲应力分布;基于有限元仿真数据建立轨件顶调过程的载荷-挠度模型,对理论计算数学模型进行修正;基于修正后的载荷-挠度模型对直轨件的顶弯行程及弯曲钢轨的矫直行程进行预测分析,并且基于钢轨实例的矫直实验验证了本文修正系数选取的准确性。