金属学报  2004, Vol. 40 Issue (9): 909-914

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高速列车车轮钢摩擦热致相变的计算机模拟

苏 航 季怀中 张永权 杨才福 刘 彤

钢铁研究总院结构材料研究所; 北京 100081

Simulation of Friction Heat Induced Phase Transformation in High Speed Train Wheel

SU Hang; JI Huaizhong; ZHANG Yongquan; YANG Caifu; LIU Tong

Division of Structural Material Research; Central Iron and Steel Research InstituteBeijing 100081;

苏航; 季怀中; 张永权; 杨才福; 刘彤 . 高速列车车轮钢摩擦热致相变的计算机模拟[J]. 金属学报, 2004, 40(9): 909-914 .
, , , , . Simulation of Friction Heat Induced Phase Transformation in High Speed Train Wheel[J]. Acta Metall Sin, 2004, 40(9): 909-914 .

摘要 参考文献 相关文章 Metrics 全文: PDF(11198 KB)   摘要: 将有限元热力耦合计算与材料相变特征的实验研究相结合,研究了高速度及大载荷条件下的轮/轨摩擦导致车轮热损伤的机理, 探讨了滑行速度、时间和载荷等因素对车轮踏面的温度场变化及对奥氏体相变区尺寸的影响. 结果表明, 在大载荷滑行情况下, 接触区的峰值温度可超过材料的相变临界点, 相变区深度可能达到1 mm以上；滑行速度的提高可以增大相变层出现的几率, 但并未增加相变层的深度；接触区峰值温度和相变区尺寸均随载荷的大小呈线性变化. 关键词 ： 车轮钢,  踏面剥离,  相变      Abstract：Based on the finite element analysis of wheel/rail friction and experimental data of the phase transformation in wheel steel, the mechanism of wheel thermal fatigue under high speed and heavy load conditions was simulated. The changes of temperature field under several operating conditions (loading, braking time, running speed) have been calculated, and its affection on phase transformation zone in wheel tread has been discussed. The peak temperature of contact zone may reach over austenitizing temperature under heavy load sliding. The depth of austenized zone may reach at 1mm under the wheel tread. The increase of sliding speed does not affect the depth of phase transformation zone, but increase the probability of phase transformation. Both the peak temperature and the size of phase transformation zone increased with increased loading. Key words： train wheel steel    tread spalling    phase transformation 收稿日期: 2003-07-31      ZTFLH:  TG142.21   服务 把本文推荐给朋友 加入引用管理器 E-mail Alert RSS 作者相关文章 苏航 季怀中 张永权 杨才福 刘彤 44.8K 链接本文: https://www.ams.org.cn/CN/      或      https://www.ams.org.cn/CN/Y2004/V40/I9/909 [1] Xiao Y J.Chin Railway Sci,2000;21(1) :9 (肖彦君.中国铁道科学,2000;21(1) :9) [2] Zheng W S,Liu H Y.Rolling Stock,2001;39(2) :19(郑伟生,刘会英.铁道车辆,2001;39(2) :19) [3] Sun J. In: The Chinese Railway Society ed., Proc 12th IntWheelset Congress, Qingdao, 1998: 18 [4] Kisyelyev S N. Vestn Vses Nauchno-Issled Inst Zhelezn-odorozhn Transp, 1994; (7) : 13 [5] Vernersson T. Wear, 1999; 236: 96 [6] Vernersson T. Wear, 1999; 236: 106 [7] Orringer O, Gray D E. Theory Appl Fract Mech, 1995;23(1) : 55 [8] Cole I S, Griffiths J R. Metall Australas, 1985; 17(1) : 14 [1] 白佳铭, 刘建涛, 贾建, 张义文. 高W高Ta型粉末高温合金的蠕变性能及溶质原子偏聚[J]. 金属学报, 2023, 59(9): 1230-1242. [2] 冯艾寒, 陈强, 王剑, 王皞, 曲寿江, 陈道伦. 低密度Ti2AlNb基合金热轧板微观组织的热稳定性[J]. 金属学报, 2023, 59(6): 777-786. [3] 王重阳, 韩世伟, 谢峰, 胡龙, 邓德安. 固态相变和软化效应对超高强钢焊接残余应力的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(12): 1613-1623. [4] 张开元, 董文超, 赵栋, 李世键, 陆善平. 固态相变对Fe-Co-Ni超高强度钢长臂梁构件焊接-淬火过程应力和变形的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(12): 1633-1643. [5] 姜江, 郝世杰, 姜大强, 郭方敏, 任洋, 崔立山. NiTi-Nb原位复合材料的准线性超弹性变形[J]. 金属学报, 2023, 59(11): 1419-1427. [6] 李赛, 杨泽南, 张弛, 杨志刚. 珠光体-奥氏体相变中扩散通道的相场法研究[J]. 金属学报, 2023, 59(10): 1376-1388. [7] 李小兵, 潜坤, 舒磊, 张孟殊, 张金虎, 陈波, 刘奎. W含量对Ti-42Al-5Mn-xW合金相转变行为的影响[J]. 金属学报, 2023, 59(10): 1401-1410. [8] 孙毅, 郑沁园, 胡宝佳, 王平, 郑成武, 李殿中. 3Mn-0.2C中锰钢形变诱导铁素体动态相变机理[J]. 金属学报, 2022, 58(5): 649-659. [9] 李伟, 贾兴祺, 金学军. 高强韧QPT工艺的先进钢组织调控和强韧化研究进展[J]. 金属学报, 2022, 58(4): 444-456. [10] 原家华, 张秋红, 王金亮, 王灵禺, 王晨充, 徐伟. 磁场与晶粒尺寸协同作用对马氏体形核及变体选择的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(12): 1570-1580. [11] 杨平, 王金华, 马丹丹, 庞树芳, 崔凤娥. 成分对真空脱锰法相变控制高硅电工钢{100}织构的影响[J]. 金属学报, 2022, 58(10): 1261-1270. [12] 胡标, 张华清, 张金, 杨明军, 杜勇, 赵冬冬. 界面热力学与晶界相图的研究进展[J]. 金属学报, 2021, 57(9): 1199-1214. [13] 李学达, 李春雨, 曹宁, 林学强, 孙建波. 高强管线钢焊接临界再热粗晶区中逆转奥氏体的逆相变晶体学[J]. 金属学报, 2021, 57(8): 967-976. [14] 冯苗苗, 张红伟, 邵景霞, 李铁, 雷洪, 王强. 耦合热力学相变路径预测Fe-C包晶合金宏观偏析[J]. 金属学报, 2021, 57(8): 1057-1072. [15] 王金亮, 王晨充, 黄明浩, 胡军, 徐伟. 低应变预变形对变温马氏体相变行为的影响规律及作用机制[J]. 金属学报, 2021, 57(5): 575-585. Viewed Full text Abstract Cited   Shared      Discussed