U71Mn钢重轨轨头淬火温度场和应力场的数值模拟研究的中期报告.docx

U71Mn钢重轨轨头淬火温度场和应力场的数值模拟研究的中期报告
目前，高速铁路的建设已成为中国铁路发展的重要方向。U71Mn钢重轨作为高速铁路轨道的必备材料，其性能和寿命直接影响着铁路的安全和经济效益。因此，对U71Mn钢重轨的研究及其生产工艺优化具有重要意义。
本研究基于ANSYS有限元软件，采用热力学和热传导理论，建立U71Mn钢重轨轨头淬火模型。利用该模型，对轨头淬火时的温度场和应力场进行了数值模拟研究。主要研究内容如下：
1.确定模型及其参数：建立U71Mn钢重轨轨头淬火模型，包括模型几何形状、材料性能、热损失及淬火工艺参数等。
2.分析U71Mn钢重轨淬火过程中的温度场：对比分析不同淬火温度下，轨头温度随时间变化的规律。结果表明，当淬火温度升高时，轨头内部温度升高更快且更高，淬火速率更快。
3.分析U71Mn钢重轨淬火过程中的应力场：分析了不同淬火温度下轨头内部的应力分布及其变化规律。结果表明，随着淬火温度升高，轨头所受的残余应力降低，并且轨头中心的应力值更低。
4.系统分析热处理参数对U71Mn钢重轨淬火性能的影响：分别对淬火温度、淬火介质和淬火持续时间进行了模拟分析，分析了不同参数对轨头淬火性能的影响。结果表明，提高淬火温度和淬火介质的冷却能力有助于提高轨头的硬度和强度。
综上所述，本次数值模拟研究对U71Mn钢重轨轨头淬火过程中的温度场和应力场进行了分析，同时系统研究了热处理参数对轨头淬火性能的影响。这对于探索U71Mn钢重轨生产工艺的优化方案具有一定的借鉴意义。