發(fā)布時(shí)間：2023-03-07 21:07

　　隨著我國鐵路事業(yè)的飛速發(fā)展,鋼軌的疲勞損傷問題也越來越嚴(yán)重,為行車安全帶來極大的隱患。因此,能夠更加精準(zhǔn)地預(yù)測鋼軌疲勞裂紋的萌生壽命與萌生位置,也成為眾多專家學(xué)者所追求的目標(biāo)。在對(duì)鋼軌疲勞裂紋進(jìn)行研究時(shí),通常會(huì)把鋼軌當(dāng)做均質(zhì)材料處理,而事實(shí)上鋼軌并不是均質(zhì)的,軌頭在經(jīng)過熱處理后,會(huì)形成一個(gè)帽型的熱處理硬度梯度層;在鋼軌服役一段時(shí)間后,也會(huì)在軌頭處形成一個(gè)加工硬化硬度梯度層。為此,本文基于硬度-屈服強(qiáng)度換算關(guān)系理論,結(jié)合USDFLD二次開發(fā)等技術(shù)手段,實(shí)現(xiàn)了鋼軌的非均質(zhì)化處理,并在此基礎(chǔ)上研究了鋼軌的硬度梯度層對(duì)鋼軌疲勞裂紋萌生以及輪軌硬度匹配的影響,具體研究如下:(1)基于硬度-屈服強(qiáng)度換算關(guān)系,利用最小二乘法,為車輪鋼CL6O鋼以及鋼軌U78CrV擬合了硬度-屈服強(qiáng)度換算關(guān)系式,利用該硬度-屈服強(qiáng)度換算關(guān)系式并結(jié)合USDFLD二次開發(fā)技術(shù),在鋼軌中較為準(zhǔn)確地模擬了鋼軌的帽型熱處理硬度梯度層以及加工硬化硬度梯度層。(2)以鋼軌內(nèi)部應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)、鋼軌表面接觸應(yīng)力、疲勞裂紋萌生壽命與萌生位置為指標(biāo),研究了鋼軌的硬度梯度層對(duì)鋼軌疲勞裂紋萌生的影響。結(jié)果表明,熱處理硬度梯度與加工硬化硬度梯度鋼...

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 選題背景及意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 鋼軌疲勞裂紋的萌生
        1.2.2 輪軌硬度匹配
        1.2.3 鋼軌的硬度梯度及梯度材料的處理
        1.2.4 硬度與強(qiáng)度的換算關(guān)系
    1.3 研究內(nèi)容及研究思路
        1.3.1 研究內(nèi)容
        1.3.2 研究思路
第二章 鋼軌與車輪硬度-強(qiáng)度換算關(guān)系的建立
    2.1 硬度與強(qiáng)度的關(guān)系
        2.1.1 硬度
        2.1.2 抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度
        2.1.3 硬度與強(qiáng)度相關(guān)關(guān)系的力學(xué)原理
    2.2 建立硬度-強(qiáng)度換算關(guān)系中的問題
    2.3 鉻釩鋼及鉻錳硅鋼洛氏硬度(HRC)與抗拉強(qiáng)度關(guān)系的建立
        2.3.1 數(shù)據(jù)收集
        2.3.2 數(shù)據(jù)擬合
    2.4 本章小結(jié)
第三章 硬度梯度的模擬方法
    3.1 分層法
        3.1.1 應(yīng)力突變
        3.1.2 對(duì)復(fù)雜材料建模困難
    3.2 USDFLD法
        3.2.1 USDFLD簡介
        3.2.2 算例分析
        3.2.3 使用USDFLD需額外注意的問題
    3.3 本章小結(jié)
第四章 硬度梯度對(duì)鋼軌疲勞裂紋萌生影響規(guī)律研究
    4.1 疲勞萌生壽命預(yù)測模型
        4.1.1 疲勞萌生壽命定義
        4.1.2 疲勞裂紋萌生壽命預(yù)測方法
    4.2 輪軌接觸有限元模型的建立
        4.2.1 輪軌接觸有限元模型的建立
        4.2.2 熱處理硬度梯度軌有限元模型的建立
        4.2.3 加工硬化硬度梯度軌有限元模型的建立
    4.3 硬度梯度對(duì)鋼軌疲勞裂紋萌生的影響
        4.3.1 硬度梯度對(duì)鋼軌內(nèi)部應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)的影響
        4.3.2 硬度梯度對(duì)鋼軌表面接觸應(yīng)力的影響
        4.3.3 硬度梯度對(duì)鋼軌疲勞裂紋萌生的影響
    4.4 硬度梯度變化下鋼軌疲勞裂紋萌生影響因素分析
        4.4.1 硬度梯度變化下摩擦系數(shù)對(duì)鋼軌疲勞裂紋萌生的影響
        4.4.2 硬度梯度變化下輪載力對(duì)鋼軌疲勞裂紋萌生的影響
    4.5 本章小結(jié)
第五章 考慮硬度梯度變化的輪軌硬度匹配研究
    5.1 最佳硬度匹配區(qū)
    5.2 熱處理硬度梯度對(duì)新輪新軌硬度匹配的影響
        5.2.1 車輪硬度設(shè)置
        5.2.2 熱處理硬度梯度對(duì)新輪新軌硬度匹配的影響
    5.3 新輪舊軌狀態(tài)下輪軌硬度匹配
        5.3.1 計(jì)算模型
        5.3.2 新輪舊軌輪軌硬度匹配
    5.4 舊輪新軌狀態(tài)下輪軌硬度匹配
        5.4.1 計(jì)算模型
        5.4.2 舊輪新軌輪軌硬度匹配
    5.5 舊輪舊軌狀態(tài)下輪軌硬度匹配
        5.5.1 計(jì)算模型
        5.5.2 舊輪舊軌輪軌硬度匹配
    5.6 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 主要研究結(jié)論
    6.2 未來工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
個(gè)人簡歷、在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文



本文編號(hào)：3757889