当今世界铁路正在向着重载化、高速化方向发展,对无缝线路钢轨力学性能提出更高的要求。钢轨焊接接头是无缝线路的主要薄弱环节,发生重伤、低塌及压溃的比例较高。我国无缝线路上大部分焊接接头都是采用闪光焊接完成,研究闪光焊接过程,优化闪光焊接工艺参数,对提高焊接接头质量有重要的意义。本文以60 kg/m U75V热轧钢轨焊后接头为研究对象,基于有限元软件ANSYS对焊接过程进行了数值模拟研究,并对比分析了焊接接头和母材的力学性能、硬度及显微组织。本文主要研究内容如下:(1)建立了钢轨闪光焊接有限元模型,采用单元"生死"技术处理了材料烧损问题。(2)求解了闪光焊接及冷却过程的温度场,研究了不同部位的温度变化并分析了不同工艺参数对温度场的影响,为实际闪光焊接工艺提供了参考。(3)以间接耦合法求解了焊接接头冷却过程的应力分布,并分析了不同部位应力分布的原因。(4)对焊态接头及母材进行了拉伸、冲击、硬度及显微观察实验,并对实验结果进行了对比分析。采用红外测温仪对模拟的温度场进行验证,实验结果与数值模拟结果基本吻合,证明了本文温度场模型的正确性。