U71Mn鋼重軌軌頭淬火溫度場和應(yīng)力場的數(shù)值模擬研究.pdf

1、我國是一個(gè)以鐵路運(yùn)輸為主的國家。國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，鐵路運(yùn)輸量日益增加，要求鐵路通過進(jìn)一步提高行車速度、提高重軌的強(qiáng)度及耐磨性、延長其使用壽命，進(jìn)而對(duì)重軌提出了更高要求。由于硬度的普遍提高，重軌的脆性、韌性以及凈度等問題又很突出，重軌在冷卻不均勻的情況下，重軌內(nèi)部的溫度場變化情況不僅直接影響相變，而且對(duì)內(nèi)應(yīng)力也產(chǎn)生很大的影響。 本文以規(guī)格為50kg/m的重軌為研究對(duì)象，利用等效熱容法處理相變潛熱對(duì)溫度場的影響，用等效線膨脹系數(shù)法

2、處理相變引起的組織應(yīng)力，通過綜合考慮材料熱物性參數(shù)隨溫度的非線性變化、熱傳導(dǎo)及高壓氣體冷卻等動(dòng)態(tài)邊界條件，采用有限單元法，建立了淬火重軌的瞬態(tài)溫度場和應(yīng)力場的三維模型。該模型能實(shí)現(xiàn)淬火過程的溫度場的動(dòng)態(tài)分析和精確計(jì)算，預(yù)測淬火重軌各個(gè)時(shí)間段的溫度場。根據(jù)重軌溫度場的變化規(guī)律，控制噴風(fēng)時(shí)間，最終得到理想的索氏體組織。 在數(shù)值模擬計(jì)算的過程中，輸入在不同的噴風(fēng)壓力下的對(duì)流換熱系數(shù)，得到相應(yīng)的溫度場和應(yīng)力場結(jié)果，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行了分析。計(jì)