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铁路运输以其快速、安全、节能、运量大、环保等优点，在全世界范围内得到了迅速发展。近年来，铁路运输正向着高速、重载方向发展，因此对钢轨的性能提出了更高的要求。开发新的钢轨钢，合理安排生产工艺，提高钢轨的质量和使用寿命，成为钢轨生产的目标。钢轨几何外形尺寸、钢轨平直度、残余应力等直接影响钢轨的使用性能。钢轨万能连续轧制过程是钢轨轧制过程中的精轧部分，它对钢轨的几何外形尺寸、平直度、残余应力的大小起决定性的作用。本文以60kg/m钢轨为研究对象，通过制定的实验方案，在Gleeble1500D热模拟实验机上得到了U75V钢在不同温度状态下的材料参数；以弹塑性大变形有限元理论为基础，采用显式动力学有限元软件ABAQUS，建立了三维钢轨万能张力连轧的有限元模型，分析研究了万能张力连轧过程在精轧各道次中的变形规律、应力应变的分布规律及机架间的张力变化规律。计算结果表明：在UR-ER两机架万能张力连轧条件下，万能孔型UR道次轨底宽度变化量、轨高变化量和轨头宽度变化量都与附加张力成正比，特别是轨底宽度变化量最为明显；压边轧机ER工序与万能轧机UR工序不同，轨高变化量最为明显；在UR-EF-UF三机架万能张力连轧条件下，改变当前道次的速度不平衡率对本道次钢轨的变形的影响较为明显，而改变前一机架或者后一机架的速度不平衡率对当前道次钢轨的变形的影响相对较小；现场实测和模拟计算表明：UR3道次与EF道次间的张力都表现为微堆张力状态，现场实测和模拟计算的EF道次与UF道次间的张力都表现为微拉张力状态，这一规律符合现场生产实际情况，钢轨终轧后的残余应力的范围为-82.6MPa～61.2MPa，尺寸精度控制在GB规定范围内，解析了钢轨万能张力连轧与轧件尺寸精度控制产生影响的突出问题，使非完全对称的钢轨连轧机架间产生的张力能够满足非活套（Non-Loop）式微张力的控制轧制。通过对比分析现场实测的钢轨几何外形尺寸及机架间的张力和模拟计算的钢轨几何外形尺寸及机架间的张力，验证了有限元数值模拟方法的正确性，该模型计算结果符合钢轨现场的实际情况，对现有轧制工艺进行了优化，为百米钢轨CCS机组万能张力连轧的尺寸精度控制提供了理论依据。