U71Mn鋼重軌軌頭淬火溫度場和應力場的數(shù)值模擬研究.pdf

1、我國是一個以鐵路運輸為主的國家。國民經(jīng)濟的快速發(fā)展，鐵路運輸量日益增加，要求鐵路通過進一步提高行車速度、提高重軌的強度及耐磨性、延長其使用壽命，進而對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，而且對內(nèi)應力也產(chǎn)生很大的影響。 本文以規(guī)格為50kg/m的重軌為研究對象，利用等效熱容法處理相變潛熱對溫度場的影響，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、熱傳導及高壓氣體冷卻等動態(tài)邊界條件，采用有限單元法，建立了淬火重軌的瞬態(tài)溫度場和應力場的三維模型。該模型能實現(xiàn)淬火過程的溫度場的動態(tài)分析和精確計算，預測淬火重軌各個時間段的溫度場。根據(jù)重軌溫度場的變化規(guī)律，控制噴風時間，最終得到理想的索氏體組織。 在數(shù)值模擬計算的過程中，輸入在不同的噴風壓力下的對流換熱系數(shù)，得到相應的溫度場和應力場結果，并對結果進行了分析。計