李士一
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肖华磊
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江晓禹
钢铁研究学报
在考虑轨道表面的微观粗糙度情况下,研究了U71Mn钢轨表面微裂纹的扩展问题.利用大型有限元程序ANSYS建立了具有表面微裂纹的轮轨接触二维有限元模型.在轮轨接触区引入接触单元模拟轮轨的接触,并在裂纹面上也引入了接触单元,模拟裂纹面的张开和闭合.在裂纹尖端引入了奇异单元,以研究裂尖应力强度因子,计算中考虑了钢轨材料的非线性和接触边界的非线性.通过计算,获得了轮轨接触压力分布,并获得了轮重为5和10t时,车轮滚动到不同位置处的钢轨表面微裂纹的裂尖应力强度因子.结果表明:在车轮碾压过程中,钢轨表面微裂纹只在接触斑边缘附近时才会张开,其他位置微裂纹是闭合的；随着轮重的增加,裂纹由复合型转为以Ⅰ型为主；5t轮重作用下钢轨表面微观裂纹不会扩展,而在10t轮重作用下钢轨表面微裂纹会发生扩展,但不会出现快速断裂.
关键词:
微观粗糙度
,
微裂纹
,
应力强度因子
,
裂纹扩展门槛值
,
非线性
侯方
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李久楷
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谢少雄
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刘永杰
,
王清远
,
张军辉
材料研究学报
doi:10.11901/1005.3093.2015.322
使用自主搭建的高温超声疲劳实验系统在常温和600℃进行CrMoW转子钢1×1010周次超高周疲劳实验,研究了CrMoW转子钢在工作温度下的超高周疲劳性能.结果表明:在600℃和常温下转子钢的S-N曲线均呈连续下降型,试件在1 09周次后仍发生疲劳断裂.在常温实验条件下疲劳寿命小于1×107周次试件的裂纹多萌生在表面,而高于1×107周次的多以内部萌生为主.在高温实验环境下裂纹也在内部夹杂处萌生,且裂纹萌生方式对疲劳寿命没有决定性作用.鱼眼定量分析结果表明,CrMoW转子钢在600℃和常温下裂纹扩展的应力强度因子门槛值分别为3.4 MPa· m1/2和1.0 MPa·m1/2.
关键词:
金属材料
,
转子钢
,
高温
,
超高周疲劳
,
夹杂物
,
裂纹扩展门槛值
