为了避免钢轨顶调时出现裂纹甚至断裂的缺陷,钢轨顶调前需要进行加热。相对于传统的人工火焰局部加热,电磁感应加热可以在极短的时间内使工件达到所需的温度,提高加热速度;通过调整设备的电流频率和电源功率,能够对钢轨集肤层深度进行调控;钢轨在经过感应加热处理后,塑性变形能力得到了提升,从而避免了钢轨顶调出现裂纹甚至顶裂的缺陷。在钢轨感应加热技术的研究工作中,由于整体式加热装置无法满足现场工况,因此,将整体式线圈改进为开合式线圈。通过开合式的结构设计,可在顶调区域进行加热处理,无需转运钢轨,节约成本,便于掌控,从而使得生产效率更高。本课题针对电磁感应加热钢轨的温度场展开研究,重点分析感应加热过程中钢轨整体温度的分布和变化,以及加热参数对加热效果的影响,结合在不同温度下钢轨的应力-应变性能,为企业生产中顶调预处理工艺的制定和优化提供依据。主要研究内容包括:（1）基于工程传热学,建立钢轨在感应加热工艺过程中的温度场数学模型,将其应用于有限元软件的仿真,开展感应加热实验,对比分析有限元仿真的数据和实验结果,分析误差成因,修正有限元设置参数,使计算精度进一步提升。（2）设计开合式感应加热线圈,应用Comsol有限元仿真技术,利用单一变量法原则,模拟分析不同参数对钢轨顶调预处理感应加热效果的影响,得到满足工业生产的优化参数区间。（3）选用Gleeble3800试验机进行拉伸实验,测得U75V材料钢轨在不同温度下的应力-应变参数,开发钢轨感应加热预测平台,指导现场人员对感应加热工艺进行预测及分析。