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U75V钢轨闪光焊接工艺的数值模拟研究
| 论文题名： | U75V钢轨闪光焊接工艺的数值模拟研究 |
| 关键词： | 铁路工程;无缝线路;钢轨焊接;闪光焊;工艺参数 |
| 摘要： | 当今世界铁路正在向着重载化、高速化方向发展，对无缝线路钢轨力学性能提出更高的要求。钢轨焊接接头是无缝线路的主要薄弱环节，发生重伤、低塌及压溃的比例较高。我国无缝线路上大部分焊接接头都是采用闪光焊接完成，研究闪光焊接过程，优化闪光焊接工艺参数，对提高焊接接头质量有重要的意义。 本文以60kg/m U75V热轧钢轨焊后接头为研究对象，基于有限元软件ANSYS对焊接过程进行了数值模拟研究，并对比分析了焊接接头和母材的力学性能、硬度及显微组织。本文主要研究内容如下: (1)建立了钢轨闪光焊接有限元模型，采用单元“生死”技术处理了材料烧损问题。 (2)求解了闪光焊接及冷却过程的温度场，研究了不同部位的温度变化并分析了不同工艺参数对温度场的影响，为实际闪光焊接工艺提供了参考。 (3)以间接耦合法求解了焊接接头冷却过程的应力分布，并分析了不同部位应力分布的原因。 (4)对焊态接头及母材进行了拉伸、冲击、硬度及显微观察实验，并对实验结果进行了对比分析。 采用红外测温仪对模拟的温度场进行验证，实验结果与数值模拟结果基本吻合，证明了本文温度场模型的正确性。 |
| 作者： | 张笑天 |
| 专业： | 材料科学与工程 |
| 导师： | 张励忠 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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