百米终轧钢轨冷却过程热-应力耦合分析

目录

硕士学位论文

摘 要

Abstract

1 绪论

1.1 课题研究的背景

1.2 高速铁路对钢轨的要求

1.2.1 对钢轨单重的要求

1.2.2 对钢轨平直度的要求

1.2.3 对钢轨焊接性能的要求

1.3 重轨的生产工艺

1.4 冷却工艺在重轨生产中的意义

1.5 重轨冷却工艺国内外研究现状

1.5.1 国内研究现状

1.5.2 国外研究现状

1.6 论文的研究内容

2 重轨冷却分析相关理论

2.1 传热学理论

2.1.1 热传导

2.1.2 对流换热与辐射换热

2.2 相变分析原理

2.3 热弹塑性分析理论

3.1 ANSYS Workbench简介

3.2 重轨热物性参数

3.3 有限元模型的建立

3.4 模型的网格划分

3.5 接触区域的设置

3.6 初始条件、边界条件及求解输出设置

3.6.1 初始条件

3.6.2 边界条件

3.6.3求解输出设置

3.7 温度场模拟结果与分析

3.7.1 冷却过程温度变化分析

3.7.2 终冷时刻温度场分析

3.7.3 断面温差的变化

3.8 本章小结

4.1 多物理场耦合方法

4.2 热结构耦合的有限元分析方法

4.2.1 热应力与热应变的数学表达式

4.2.2 热应力平衡微分方程

4.2.3 热结构耦合有限元表达式

4.3 重轨热材料属性的选取

4.4 冷却过程中弯曲过程分析

4.5 冷却后重轨残余应力分析

4.6 冷却后重轨弯曲挠度分析

4.7 本章小结

5.1 不同初始条件对温度场的影响

5.2不同初始条件对弯曲变形的影响

5.3 不同初始条件对应力场的影响

5.4 本章小结