基于ANSYS的U71Mn重轨轨头淬火组织场的数值模拟

利用有限元分析软件对U71Mn重轨轨头喷水冷却过程进行数值模拟,拟合出轨头各部分温降速度曲线,并根据求得的轨头各部位实际冷却速度与各组织极限冷却速度对比结果,成功预测了轨头在该参数下喷水冷却得到的组织,对重轨轨头淬火时相关参数的选择具有一定的指导意义.     

基于ANSYS Workbench的百米重轨冷却过程温度场有限元分析

基于传热学及有限元理论,采用SolidWorks三维建模软件,建立60 kg/m、U75V重轨三维瞬态非线性有限元模型。采用ANSYS Workbench对重轨轧制后自然空冷过程中的温度场进行有限元数值模拟。结果表明:重轨在冷却过程中及终冷时刻,轨头的温度始终最高,轨腰、轨底依次降低,两端部分其温度较中部温度低。重轨在冷却过程中及终冷时刻,其横截面上的温度均不相同,其主要是受重轨的固态相变与重轨异型截面的影响。     

U75V钢轨轧后冷却过程弯曲变形演变规律的模拟

利用DEFORM软件定量描述了U75V钢轨轧后不同冷却过程中的弯曲变形的演变规律。结果表明：钢轨冷却过程中弯曲变形不仅受热应力和相变应力作用;而且还受钢轨的不同部位冷速不同、相变进行的程度不同的影响。钢轨空冷过程最终弯曲挠度为0.0913 mm,换算成百米重轨为1.01 m,弯向轨头方向;而以轨头15 ℃/s,轨底6 ℃/s冷速水冷方式冷却时,钢轨最终弯曲挠度为0.044 mm,换算成百米重轨为0.441 m,弯向轨底方向。可见通过控制钢轨不同部位冷速,可使其弯曲变形程度较空冷的小。     

两种万能成品孔轧制60kg/m重轨有限元模拟及分析

为提高60kg/m重轨轨头踏面的形状精度和轨高尺寸精度,在半万能轧制法的基础上,提出了全万能成品孔轧制法。用ANSYS/LS-DYNA软件对两种万能成品孔型轧制60kg/m重轨的变形过程进行了有限元模拟。重轨经全万能成品孔轧制时,在X方向的金属流动趋势和等效应力、等效应变的分布更有利于保证轨头踏面的形状精度,并且轧后重轨轨高的波动幅度比半万能轧制时小。从理论上证明了全万能轧制法轧制60kg/m重轨的可行性,为高精度重轨的轧制提供了理论依据。     

辊式水平矫直引起的重轨尺寸变化

用ANSYS/LS-DYNA软件对八辊辊式矫直机水平矫直60kg/m重轨的矫直过程进行了模拟.矫直后重轨轨头宽度平均增加0.43mm,轨头下颚平均被压下0.78mm,轨底宽度增加0.62mm,轨底平均被压弯0.31mm,越靠近腿部,压弯越大.重轨高度减小,减少量为0.53～1.11mm.模拟结果与实际测量结果基本一致,为矫直工艺的优化提供了一定的指导作用.     

辊式水平矫直60kg/m重轨断面应力应变分析

采用ANSYS/LS-DYNA软件模拟八辊复合矫直机水平矫直60kg/m重轨过程。重轨矫直过程中,纵向应力在轨头处最大,轨底处次之,轨腰中性轴处最小。轨头、轨底和轨腰处单元高度方向应力的变化规律与纵向应力一致。轨头和轨底高度方向应力不仅表现为压应力,还表现为拉应力;轨腰高度方向压应力最大,但没有达到屈服应力值。轨头和轨底处单元等效塑性应变均很小,其值分别为0.0548和0.0296;轨腰中性轴处单元等效塑性应变值为零。     

重轨矫直速度对矫后残余应力的影响分析

针对矫直速度对重轨矫后残余应力的影响进行研究,利用Pro/E建立60kg·m-1重轨九辊水平矫直模型,采用ANSYS Workbench对重轨矫直过程进行有限元数值模拟,通过现场矫直规程对采用现场矫直速度以及假定矫直速度得到的重轨矫后残余应力进行分析比较,得出了在其余条件不变的情况下重轨的矫直速度在1.4~1.6m·s-1的范围内其轨底矫后纵向残余拉应力小于250MPa,且残余应力分布合理,满足矫直要求,相比于现场采用的1.2m·s-1的矫直速度其生产效率最大能够提高16.7%~33.3%。     

BS80A护轨开口段淬火试验

本文介绍了一种BS80A护轨开口段表面感应淬火工艺试验过程及其工装使用情况。结果表明:900A钢BS80A护轨的开口段轨头,经过900～950℃欠速淬火和470～530℃回火处理,轨头表面获得深度δ8 mm的硬化层,硬化层金相组织为细珠光体+少量铁素体;截面硬度梯度为35.6～33.6 HRC;表面硬度、金相组织、硬化层帽型均达到了技术标准要求。确定的工艺参数和工装成功应用于铁路道岔BS80A护轨热处理生产中,可以在一定范围内推广应用。     

重轨淬火过程中的温度场模拟

重轨热处理温度及气冷温度对重轨淬火质量的提高有直接的影响。利用ANSYS有限元软件建立重轨温度分布模型,并对其淬火过程中的温度场进行了模拟计算,分析重轨淬火过程中重轨内部温度变化情况。研究结果表明,模拟结果与实测结果吻合较好;根据重轨温度场的变化规律,控制喷风时间,最终得到理想的索氏体组织。     

5CrNiMo模具钢的强韧化热处理工艺研究

对5CrNiMo模具钢分别采用820~940℃不同淬火温度处理,对比分析了不同淬火温度对其组织、耐磨性以及冲击韧度的影响规律。结果表明,820~880℃温度范围内淬火时,随着淬火温度的提高,基体中的孪晶马氏体及残留奥氏体逐渐减少,板条状马氏体及粒状碳化物逐渐增多,耐磨性及韧性逐渐提高,冲击断面逐渐形成较小较深的断裂韧窝。当淬火温度达到880℃时,基体表现为板条马氏体及均匀分布的粒状碳化物,耐磨性及韧性最佳。900~920℃淬火时,随着淬火温度提高,基体中的残留奥氏体逐渐增多,粒状碳化物逐渐减少,耐磨性及冲击韧度降低。     

重轨淬火过程中的温度场模拟

重轨热处理温度及气冷温度对重轨淬火质量有直接的影响.利用ANSYS有限元软件建立了重轨温度分布模型,并对其淬火过程中的温度场进行了模拟计算,分析了重轨淬火过程中重轨内部温度变化情况.研究结果表明,温度的模拟结果与实测结果吻合较好,为下一步研究重轨应力场奠定了基础,对重轨淬火工艺和生产工艺具有重要指导意义.     

上限原理在重轨万能轧制过程平均温度计算中的应用

在重轨万能轧制过程中,首先建立了简化的三维几何模型,然后分别给出了轨腰、轨头及轨底的运动学许可速度场以及相应的应变速度场和剪应变速度强度。根据上限原理分别求出了轨腰、轨头及轨底在运动学许可速度场下的塑性变形温升和摩擦温升,并且求得了轧件在相邻机架之间的穿梭温降。根据水平辊和立辊的能量平衡条件求出了接触温降,得到了轧件在单个机架上变形前后的温度变化。为了验证理论模型,对轧制过程的温度变化进行了刚塑性有限元仿真,得到了钢轨各部分的平均温度的有限元解。通过比较理论解、有限元解和实测表面温度可知,上限原理求得的平均温度值大于表面温度实测值,而且接近于有限元解,能更准确地表示轧件温度。因此,根据上限原理控制轧制温度从而控制钢轨的微观组织变化以得到高质量钢轨是可行的。     

基于ANSYS的U71Mn重轨感应加热温度场数值模拟

利用有限元分析软件对U71Mn重轨感应过程中的温度场分布进行了数值模拟,得到了随时间变化的重轨截面温度分布图,并分析了感应加热整个温升过程的特点.结果表明:通过调整重轨移动速度、加热装置的频率、线圈宽度等工艺参数,可以使重轨连续通过感应加热器的情况下保证轨头升温到相变温度,对U71Mn重轨感应加热工艺的运用和改进具有一定的指导意义.     

加热温度和冷却工艺对重轨硬度及组织的影响

进行了6组对比试验,探究了加热温度和冷却工艺对U71Mn重轨轨头硬度及其组织的影响。结果表明:在820、880、940℃加热温度下,U71Mn重轨轨头经三向喷雾冷却后的硬度值先增加后减小;在相同加热温度(880℃)下,经三向喷雾冷却后的重轨轨头硬度值最大,单向喷雾冷却硬度值次之,而在室温下自然冷却的重轨硬度值最小。     

等温淬火工艺对厚断面奥贝球铁性能的影响

用50×60×210mm的铜钼奥贝球铁试块试验表明,分级等温淬火机械性能优于等温淬火.900~920℃下保温2小时、350~370℃下保温1．5~2小时,б_b≥880N/mm~2、δ≥5~6%,机加工不困难.     

50AT尖轨感应淬火的数值模拟

通过对尖轨轨头进行中频感应淬火处理,可提高其强度、耐磨性及延长尖轨寿命。轨头淬火后,会产生较大的残余应力。通过建立50AT尖轨模型,进行淬火模拟仿真得到淬火后残余应力分布,并采用盲孔测应力法对比验证应力结果。结果表明:轨底中部残余应力值较大,尖端部分残余应力值较小;选择轨底相同位置测点,得到模拟仿真应力值与实测应力相差较小。试验结果可用于指导尖轨淬火后残余应力的消除及振动时效时激振器的放置位置。     

U75V重轨冷却过程的相变变形

重轨在轧后冷却时,因固态相变会发生弯向轨底和弯向轨头的复杂弯曲变形,文章采用ANSYS软件对U75V重轨的冷却过程进行数值模拟,得到了U75V重轨冷却过程中的温度变化规律和弯曲变形规律,从理论上对重轨在冷却过程中出现的复杂弯曲变形过程给出了合理的解释;应用后处理模块对计算结果进行处理,计算出冷却后重轨的弯曲曲率半径,计算结果与现场实际情况基本相符。该研究对百米高速重轨冷床的设计和冷却工艺参数的制定,具有重要参考价值。     

全长淬火钢轨“白线层”和“硬度塌降”的成因及其防止方法

热处理是提高钢轨机械性能、延长使用寿命,既经济又有效的手段之一,国内外都很重视。钢轨热处理已由端头淬火发展到全长淬火。当前生产的淬火轨是采用煤气整体加热,轨头淬火,轨腰常化,轨底适当强化的热处理工艺。不仅提高了轨头的强度、耐磨性、抗接触疲劳性能,而且轨腰和轨底的     

波纹轨腰钢轨的变形特点分析

基于有限元软件ANSYS/LS-DYNY,模拟了波纹轨腰钢轨的轧制过程。分析轧制波纹轨腰钢轨时,咬入条件、变形区、伸长系数、前后滑区等与轧制普通钢轨的不同。通过其轧制变形特点的分析,找出轧制波纹轨腰钢轨轧制力大的原因。结果表明,轧制波纹轨腰钢轨时,只要轧件与齿型辊接触,就能保证咬入;轧制形变区的存在对金属起到了预变形的作用,同时也是轧制力较大的原因;为了保证波纹轨腰轨头和轨底的均匀伸长,应使轨腰的总体伸长系数与轨头和轨底的伸长系数一致。     

基于ANSYS的重轨淬火过程有限元数值仿真

利用ANSYS有限元分析软件建立重轨的有限元模型,对重轨淬火过程进行有限元数值仿真分析,得到重轨的温度场分布云图;基于温度场分析的结果,进行应力分析,从而得到重轨在不同时刻的热变形云图,对后续重轨尺寸在线检测时热变形参数的选择具有一定的指导意义。