火车车轮成形工艺研究及有限元模拟

介绍了火车车轮的成形工艺。采用有限元模拟了车轮成形工艺的镦粗和预成形工步，得出变形过程中材料的流动规律、工件内部的应变场和温度场等信息。通过多次模拟镦粗压下量对预成形的影响，确定了最佳的镦粗压下量。这些信息为变形过程的控制提供了理论依据。     

火车车轮制造优化新工艺数值模拟

开发出二维非稳态刚粘塑性有限元计算软件ＲＶＰＦＥＭ，分析了火车车轮锻造中预锻和终锻两个工步的成形过程，给出各主要变形场量的分布。并实现成形过程数值模拟的屏幕动态显示。在搞清车轮成形过程金属流动规律的基础上，优选工艺参数和模具结构，研究出火车车轮成形的最佳工艺流程。     

辋板距大差异车轮热成形工艺研究

介绍了辋板距大差异车轮的结构特点,对该类车轮采用的锻压-轧制热成形技术进行研究。利用数值模拟软件,模拟车轮的预成形锻压过程,验证了金属分流面的存在。分析表明,采用流动半径数值可以优化设计压痕模;针对车轮锻压成形工步分析发现,成形坯轮缘形状是成形坯模具设计的关键依据;通过分析车轮的轧制变形,得出辐板辊设计原则。该方法较好地解决了具有辋板距大差异特点的车轮热成形工艺设计问题,生产实践证明,该产品的热成形合格率达到98%。     

数值模拟技术在火车轮热成形工艺设计中的应用

通过采用体积成形有限元模拟软件DEFORM-3D对火车轮热成形的镦粗、预成形、压弯工艺进行有限元数值模拟与分析,阐述了DEFORM-3D数值模拟技术在火车轮热成形工艺设计中对确定最佳镦粗高度、轮坯轧制变形量、选用合理镦粗模具、预测压弯成形变形最大部位、分析车轮缺陷与坯料缺陷之间的关系等方面的有效应用.这对车轮热成形工艺的合理设计、提升车轮成形质量控制水平、提高生产效率、减低生产成本都具有重要的意义.     

基于Deform-3D在车轮螺栓成形设计中的应用

车轮螺栓成形属大料小变形的塑性成形,成形工艺与毛坯设计不合理,容易产生材料填充不足、成形的零件出现起皱和裂纹等缺陷,通过Deform软件的3D成形分析模块,能快速准确地预测车轮螺栓成形中可能出现的缺陷,优化预成形毛坯与工艺方案,以缩短研发周期,降低试模成本,对于类似零件的设计开发提供了参考。     

火车轮预成形压缩比数值模拟

应用MARC／autoforge商用有限元软件,埘火车车轮预成形过程进行了热力耦合模拟,研究了车轮成形过程的应变分布。通过圆柱体自由镦粗,得到应变与压缩比的关系,应用拟合公式求出车轮断面的压缩比分布。     

火车车轮镦粗工艺理论分析及数值模拟

火车车轮镦粗工艺对火车车轮成形后续工艺影响很大.在对车轮镦粗工步进行理论分析的基础上采用有限元软件DEFORM对镦粗及预成形工步进行了有限元模拟.研究了镦粗工艺对后续预成形工步的影响,为车轮成形工艺设计提供了理论依据.     

火车车轮S形辐板成形研究

借助商业有限元软件MSC／Superform。数值模拟了车轮压弯成形过程。研究了车轮S形辐板成形过程金属流动规律，得到了S形辐板截面变形分布，为S形辐板车轮成形工艺设计提供依据。     

火车车轮S形辐板成形研究

借助商业有限元软件MSC/Superform,数值模拟了车轮压弯成形过程。研究了车轮S形辐板成形过程金属流动规律,得到了S形辐板截面变形分布,为S形辐板车轮成形工艺设计提供依据。     

基于Pro/ENGINEER二次开发的筋板类锻件预成形设计

提出一种高筋薄壁类航空锻件预锻成形设计新方法,建立了典型的H型预锻截面数学模型,在Pro/EN-GINEER平台上二次开发了界面友好的预成形设计软件,应用DEFORM-3D有限元软件模拟典型结构件预锻及终锻过程,研究了预成形设计对模锻件变形均匀性及成形载荷的影响。结果表明,预成形设计能使锻件金属流动更加合理,锻件内部的变形更加均匀,同时能降低锻造过程的成形载荷。     

火车车轮卧式轧制热力耦合有限元模拟分析

车轮轧制是采用压轧工艺生产整体车轮的一个重要工步。目前,车轮成形工艺的研究主要集中在预成形及辐板弯曲等工步,对于轧制工艺研究相对较少。该文结合车轮卧式轧制原理及特点,在有限元分析软件ABAQUS中建立了车轮七辊卧式轧制的三维热力耦合有限元分析模型。根据有限元模拟结果,探讨了车轮轧制过程中,轮坯表面金属流动规律,轮坯应力、应变及温度的分布和变化规律,以及轧制力能参数的大小及变化。研究结果为车轮卧式轧制的有限元模拟分析和生产实践提供了一定的参考。     

试样尺寸对铁路车轮钢断裂韧度测试结果影响

使用不同尺寸的CT试样测试ER6铁路车轮钢的断裂韧度，并通过有限元方法分析试验过程中试样平面应变层厚度和裂纹尖端塑性区尺寸随CT试样尺寸的变化规律。研究发现，使用厚度为30～50 mm的CT试样测试ER6车轮钢的平面应变断裂韧度，均无法满足平面应变和小范围屈服条件；增加试样厚度可增大平面应变层区域，减小小范围屈服区，从而有效缓解P-V曲线弹性段的弯曲，使测试结果更接近ER6车轮钢的真实断裂韧度水平。     

火车车轮全模锻数值模拟

铁路运输朝着高速重载发展,铁道车辆对车轮的要求越来越高,车轮加工新工艺被不断提出。全模锻工艺制造的车轮,其金属力学性能、几何尺寸的精确度均优于其它工艺。本文通过有限元分析软件De-form3D对车轮全模锻加工工艺进行数值仿真模拟,该仿真结果对车轮全模锻加工提供了理论依据。     

镁合金轮毂等温挤压与胀形工艺研究

针对镁合金轮毂结构复杂、塑性成形困难的特点,提出用等温挤压及胀形工艺成形AZ80镁合金轮毂,并制定了成形工艺路线,设计加工出模具。主要成形工艺参数为:挤压温度350~400℃、压头平均挤压速度0.2 mm.s-1、胀形温度200~250℃。轮毂轮辋部位最大抗拉强度σb、屈服强度0σ.2及延伸率δ分别达到338.4 MPa、190 MPa和14.1%,机械性能明显优于铸态组织。该工艺成形力小、工序简单、生产效率高,是镁合金轮毂塑性成形的发展方向。     

U68CuCr与U75V轨道钢磨损行为研究

目的研究耐蚀轨道钢U68CuCr的磨损性能及损伤机理。方法利用M200型摩擦磨损实验机进行轨道钢U68CuCr和U75V与车轮钢滚动对磨实验。运用电子分析天平测量轮轨失重,来研究轮轨磨损随时间的变化规律。通过扫描电子显微镜、超景深显微镜观察轮轨表面损伤形貌。结果磨损初始的15h,U68CuCr磨损量大于U75V。磨损40h时,U68CuCr与U75V的磨损量基本相同,但随时间增加,U68CuCr的磨损量将低于U75V钢。在干态实验下磨损,钢轨表面存在未剥落的片状氧化物以及其剥落后留下的凹坑和划痕,并伴有塑性变形,而车轮表面没有残留的片状氧化物。磨损过程中,钢轨亚表层为塑性变形区,珠光体发生变形,产生加工硬化,使塑性变形层的硬度高于基体。结论 U68CuCr既具有良好的耐磨性,又有高的耐腐蚀性,能改善钢轨使用性能。氧化磨损是钢轨表面损伤的主要方式,磨损是氧化与剥落交错重复出现的过程。     

异型陶瓷产品自动控制成型机设计

针对异型陶瓷产品注浆成型、塑压成型等传统方法资源耗费大、适用范围窄,提出使用行星轮法旋压成型多边形异型陶瓷产品的方法。介绍了行星轮法加工原理及结构参数,给出了成型机的结构设计;通过变频器调整主轴转速、伺服电机通过丝杆螺母带动工作台上下运动,设计了PLC控制程序及触摸屏界面,实现了对成型工艺参数的调整和监控。使用结果表明,使用行星轮法旋压成型是一种高效可行的多边形异型陶瓷产品成型新工艺。     

冠型齿坯锻造过程的数值模拟

应用刚塑性有限元法数值模拟锻造加工过程，并以冠型齿坯为例进行模拟分析，结果表明数值模拟能为选择工艺参数、模具设计提供许多有益的信息，是设计模具的有力手段；同时还表明冠型齿坯的锻造分镦粗、预锻、终锻三工步，其中以预锻模的设计最为灵活、重要，合理的设计各工步是保证最终获得合格产品的保证。     

复合载荷作用下轮轨接触特性有限元分析

侧风及弯道情况下的横向力对轮轨接触特性产生重要影响,从而影响轮轨的使用寿命。同时考虑轮轨所受的垂向力和横向力,建立轮轨接触有限元模型。轮轨的材料本构模型选择弹塑性,采用罚函数法模拟车轮和轨道之间的接触关系。对不同垂向力及横向力作用的轮轨接触进行有限元仿真,分析轮轨接触部位的接触变形、等效应力以及塑性应变等随垂向力和横向力的变化规律。结果表明：轮轨最大接触压力、接触斑面积、最大Mises等效应力和最大Mises等效塑性应变都随垂向力近似呈线性增加,但垂向力主要影响接触斑面积和最大Mises等效塑性应变;轮轨Mises等效塑性应变最大值随横向力的增加近似呈线性增长,且塑性变形主要集中在钢轨的接触部位。