本文關(guān)鍵詞：貝氏體鋼軌空冷過程中組織和應(yīng)力的數(shù)值模擬分析

  更多相關(guān)文章： 貝氏體 60kg/m鋼軌 60AT鋼軌 軋后空冷 數(shù)值模擬

【摘要】：貝氏體鋼軌具有剛度大、耐磨性好、壽命長等優(yōu)點(diǎn)，但是由于貝氏體軋后熱處理過程中容易出現(xiàn)組織轉(zhuǎn)變的不均勻、彎曲變形程度過大、殘余應(yīng)力較高等突出問題，因此對(duì)貝氏體鋼軌軋后的熱處理強(qiáng)化過程成為近年來研究的熱點(diǎn)。 本文通過實(shí)驗(yàn)測(cè)得貝氏體鋼軌在不同溫度下的應(yīng)力應(yīng)變曲線，，得到貝氏體鋼軌楊氏模量和熱膨脹系數(shù)等貝氏體鋼軌的熱物性參數(shù)；通過試驗(yàn)獲得貝氏體鋼軌的TTT曲線和CCT曲線；并且通過鋼軌空冷實(shí)驗(yàn)，測(cè)定了60kg/m貝氏體鋼軌和60AT道岔鋼軌.軋后空冷過程的換熱系數(shù)。 本文采用有限元方法，模擬60kg/m貝氏體鋼軌和60AT道岔鋼軌熱處理過程溫度場(chǎng)、組織場(chǎng)、縱向應(yīng)力場(chǎng)以及彎曲變形的演變規(guī)律，為今后60kg/m貝氏體鋼軌和60AT道岔鋼軌軋后空冷優(yōu)化工藝的制定，以及如何保證鋼軌組織轉(zhuǎn)變均勻、減少彎曲變形量、降低殘余應(yīng)力等關(guān)鍵問題的解決提供了十分重要的理論依據(jù)。 鋼軌軋后空冷過程溫度場(chǎng)、組織場(chǎng)和縱向應(yīng)力場(chǎng)模擬計(jì)算結(jié)果表明：在鋼軌軋后冷卻過程中，鋼軌的高溫區(qū)主要貫穿軌頭，造成組織轉(zhuǎn)變的不均勻；縱向應(yīng)力場(chǎng)與組織轉(zhuǎn)變有關(guān)系密切，與溫度變化關(guān)系次之；終冷時(shí)，60kg/m貝氏體鋼軌屬于軸對(duì)稱幾何圖形，其斷面殘余最大拉應(yīng)力150MPa，最大壓應(yīng)力-110MPa，60AT道岔鋼軌屬于非對(duì)稱軸幾何圖形，斷面殘余最大拉應(yīng)力250MPa，最大壓應(yīng)力-150MPa；彎曲變形受組織轉(zhuǎn)變影響較大，終冷時(shí)，60kg/m貝氏體鋼軌屬于軸對(duì)稱幾何圖形，只在z方向（正彎）發(fā)生彎曲變形，在z方向彎曲撓度為0.287mm，最終鋼軌向軌頭方向彎曲，然而60AT道岔鋼軌屬于非對(duì)稱軸幾何圖形，在y方向（側(cè)彎）和z方向都有彎曲變形，在y方向彎曲撓度為-0.075mm，最終向鋼軌軌底短邊方向彎曲，在z方向彎曲撓度為0.255mm，最終向鋼軌軌頭方向彎曲。
【關(guān)鍵詞】：貝氏體 60kg/m鋼軌 60AT鋼軌 軋后空冷 數(shù)值模擬
【學(xué)位授予單位】：內(nèi)蒙古科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG142.2
【目錄】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 緒論8-17
• 1.1 鐵路發(fā)展對(duì)鋼軌性能的要求8-9
• 1.2 貝氏體鋼軌的發(fā)展現(xiàn)狀9-12
• 1.2.1 貝氏體轉(zhuǎn)變及貝氏體組織9-10
• 1.2.2 貝氏體鋼10-11
• 1.2.3 貝氏體鋼的應(yīng)用11-12
• 1.3 空冷過程的計(jì)算機(jī)模擬過程12-14
• 1.3.1 計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬12-13
• 1.3.2 空冷系統(tǒng)的研究13-14
• 1.4 課題研究的意義及研究內(nèi)容14-17
• 1.4.1 選題的目的和意義14-16
• 1.4.2 課題研究的內(nèi)容16-17
• 2 鋼軌熱處理過程數(shù)值模擬相關(guān)理論17-31
• 2.1 溫度場(chǎng)17-20
• 2.1.1 熱傳導(dǎo)17-19
• 2.1.2 對(duì)流和輻射19-20
• 2.1.3 相變潛熱20
• 2.2 應(yīng)力應(yīng)變場(chǎng)20-24
• 2.2.1 熱彈塑性模型的基本假設(shè)21
• 2.2.2 材料彈塑性本構(gòu)關(guān)系21-24
• 2.3 相變動(dòng)力學(xué)24-30
• 2.3.1 擴(kuò)散型等溫相變動(dòng)力學(xué)24-27
• 2.3.2 擴(kuò)散型非等溫相變動(dòng)力學(xué)27-30
• 2.4 無擴(kuò)散型相變動(dòng)力學(xué)30-31
• 3 貝氏體鋼物性參數(shù)的測(cè)定31-39
• 3.1 貝氏體鋼物性參數(shù)的確定31-32
• 3.2 力學(xué)物性參數(shù)測(cè)定試驗(yàn)32-39
• 3.2.1 CCT 曲線與 TTT 曲線的測(cè)定32-33
• 3.2.2 貝氏體鋼軌拉伸試驗(yàn)33-39
• 4 空冷換熱系數(shù)的確定及有限元建模39-50
• 4.1 幾何模型與網(wǎng)格劃分39-41
• 4.1.1 建鋼軌三維模型39-40
• 4.1.2 鋼軌的劃分網(wǎng)格40-41
• 4.2 鋼軌軋后空冷換熱系數(shù)計(jì)算修正41-48
• 4.2.1 實(shí)驗(yàn)方案42
• 4.2.2 關(guān)鍵點(diǎn)選取及有限元建模42-44
• 4.2.3 數(shù)據(jù)處理及結(jié)果分析44-48
• 4.3 初始條件和邊界條件48-50
• 5 60kg/m 貝氏體鋼軌軋后空冷溫度、組織、應(yīng)力、彎曲變形數(shù)值模擬50-63
• 5.1 60kg/m 鋼軌軋后空冷溫度、組織、應(yīng)力模擬結(jié)果分析50-59
• 5.2 60kg/m貝氏體鋼軌軋后空冷彎曲變形模擬結(jié)果分析59-63
• 6 60AT 鋼軌軋后空冷溫度、組織、應(yīng)力、彎曲變形數(shù)值模擬63-78
• 6.1 60AT鋼軌軋后空冷溫度、組織、應(yīng)力模擬結(jié)果分析63-74
• 6.2 60AT鋼軌軋后空冷彎曲變形模擬結(jié)果分析74-78
• 結(jié)論78-79
• 參考文獻(xiàn)79-84
• 致謝84

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：841514