一、一种车轮铸钢材料热疲劳断裂特征分析研究（论文文献综述）
杨月超[1]（2021）在《贝氏体车轮钢热疲劳性能研究》文中研究表明列车制动过程引起的热疲劳损伤严重威胁列车的运行安全,新型Mn-Si-Cr系贝氏体钢具有良好的综合性能,有望成为新型车轮材料的良好替代。但是,在实际线路服役测试中,新型贝氏体车轮也存在这种热疲劳损伤现象,而目前鲜有针对贝氏体钢热疲劳性能方面的研究。本文针对Mn-Si-Cr系贝氏体车轮钢,研究了其热疲劳损伤规律及机理,利用有限元仿真软件探究了列车闸瓦制动过程中车轮内部温度场,应力场分布规律及车轮内部温度变化的规律;分析了车轮制动过程中最高温度以及踏面处应力水平;以仿真结果为基础,通过热疲劳实验,研究了冷热循环过程中裂纹萌生的过程及裂纹扩展机理;观测了热疲劳过程中显微组织及性能的变化;探讨了300 ℃和600 ℃不同温度下回火处理对贝氏体车轮钢热疲劳性能的影响。对车轮制动过程中温度场和应力场分布的有限元模拟计算结果表明,列车在长大坡道制动过程中踏面处最高温度能够达到593 ℃左右,车轮踏面处的最大热应力能够达到178 MPa左右。对踏面处受力进行损伤评价,长大坡道制动工况下踏面处受力处于B级稀有制动区,踏面处可能产生损伤。以仿真得出的最高温度为基础,设计循环上限温度为600 ℃的热疲劳。结果表明:热疲劳裂纹随着冷热循环周次的增加逐渐变大。本文定义了热疲劳裂纹当量值(Thermal Fatigue Crack,CTF)用以定量描述冷热循环之后材料的疲劳损伤程度。热疲劳循环过程具有高温回火的特征,其在冷热循环过程中存在贝氏体板条合并,残余奥氏体分解,碳化物析出及硬度降低等变化。针对300 ℃和600 ℃不同温度下回火处理后试样的热疲劳实验表明,尽管300 ℃回火贝氏体钢的综合力学性能优于600 ℃回火,但是,其受到热疲劳损伤的程度明显大于经600 ℃回火处理试样。在300 ℃回火处理状态下,材料显微组织内存在膜状残余奥氏体,而600 ℃回火状态下,残余奥氏体基本全部分解,并伴随有碳化物析出。由于300 ℃回火贝氏体钢中存在残余奥氏体,在其后续的冷热循环过程中,残余奥氏体发生转变,碳化物动态析出过程,都有可能加速裂纹的产生以及扩展。而600 ℃回火处理过程中的回火保温阶段,残余奥氏体已基本分解完全,同时伴随有部分碳化物析出。
周宏伟[2]（2021）在《硅固溶铸态铁素体球铁组织及性能的研究》文中研究指明本文控制球墨铸铁的含Si量在2.5%～4.1%之间,主要研究了随着含Si量的变化,铸态铁素体球墨铸铁的微观组织、力学性能以及铁素体基体的强化和变形行为。通过对不同含Si量铸态铁素体球铁的微观组织观察、力学性能测试、低温冲击韧性试验等,研究了Si对铸态铁素体球铁微观组织及力学性能的影响规律。在此基础上,采用EDS能谱分析、X射线衍射分析,显微硬度测试等实验,研究了Si在铁素体基体中的分布规律以及对铁素体的固溶强化机理。所得主要结论如下:（1）当球铁的含Si量在2.56%～2.62%之间变化时,铸态铁素体球铁的力学性能主要受到基体中铁素体与珠光体的相对含量以及石墨组织的形态影响。当石墨形态基本相同时,随着珠光体含量的增加,球铁的抗拉强度与屈服强度上升,伸长率下降。相反,随着基体组织中铁素体含量的增加和珠光体含量的减少,球铁的伸长率上升,抗拉强度与屈服强度下降。随着球铁中石墨球化率的提高和石墨数量的增加,球铁的力学性能提高。（2）当含Si量在2.58%～4.06%变化时,随着含Si量的提高,铸态铁素体球铁基体组织中的铁素体不断增加,珠光体逐渐减少,当含Si量达到3.56%时,基体组织中铁素体含量达到97%,当Si含量达到4.06%时,球铁基体组织全部为铁素体。随着含Si量的提高,球铁中石墨球的形态得到进一步改善,石墨球更加细小、均匀,当含Si量从2.58%提高到4.06%时,石墨球数量由25个/mm2,提高到146个/mm2,石墨球直径由70um降低到28um,石墨球化率从87.6%提高到96.1%。（3）当含Si量在2.58%～4.06%变化时,随着含Si量的增加,铸态铁素体球铁的抗拉强度、屈服强度、屈强比升高,伸长率先升高后降低。当含Si量为2.58%时,球铁的抗拉强度为467MPa、屈服强度为355Mpa、屈强比为0.76、伸长率为16.8%,当含Si量为3.56%时,球铁的抗拉强度为580MPa、屈服强度为469MPa、屈强比为0.80、伸长率达到18.7%,当含Si量增加到4.06%时,球铁的抗拉强度为626MPa、屈服强度为509Mpa、屈强比为0.81、伸长率为17.4%。（4）当含Si量在2.58%～4.06%变化时,随着含Si量的增加,铸态铁素体球铁的冲击韧性逐渐下降,韧脆转变温度逐渐升高。当含Si量为2.58%时,球铁无缺口室温冲击功为144.6J,韧脆转变温度约为-60℃～-40℃,当含Si量增加到3.56%时,球铁无缺口室温冲击功为39.7J,韧脆转变温度约为-20℃～0℃,而当含Si量进一步增大到4.06%时,球铁无缺口室温冲击功仅为16.0J,韧脆转变温度约为0℃～20℃。（5）Si对铁素体基体具有很强的固溶强化作用,当含Si量在2.58%～4.06%变化时,随着含Si量的增加,铸态铁素体球铁的铁素体组织显微硬度显着提高,铁素体基体的晶格常数减小,晶格畸变增大。当含Si量从2.58%增加到4.06%时,铸态铁素体球铁中铁素体的晶格常数减小了0.067%,铁素体基体的平均显微硬度增加了54.2HV。
黄晓华[3]（2019）在《高速动车组制动盘热-机耦合仿真分析及结构优化设计》文中提出制动系统是列车的重要组成部分,而制动盘又是基础制动装置的核心组成。制动盘将列车的动能转化为热量并散失到空气中,是热循环载荷的承受者和传递者,极易因热量的堆积而产生疲劳破坏,其安全稳定直接影响着列车行车安全。随着动车组运行时速的加快,制动时对制动盘的损伤也日益加重,容易造成经济损失,威胁安全运营。为此,以CRH380B型动车组拖车制动盘为研究对象,在参考国内外学者的基础上,开展制动盘热-机耦合仿真分析及结构优化设计。根据制动盘实物模型,通过精确测量,应用3D建模软件Solidworks对制动盘进行实体建模,并简化处理,采用Hypermesh软件对制动盘进行网格划分,导入Abaqus有限元分析软件进行分析,分析结果表明动车组在不超过300km/h紧急制动时,制动盘上出现的最高温度和最大应力满足合金锻钢对温度和应力的要求。此外还对比了摩擦功率法和能量折算法两种不同的加载方式对应力场和温度场的影响。采用修正后的Goodman-Smith疲劳极限图评定制动盘的疲劳强度,选取的危险点均处在包络线内,制动盘疲劳强度满足要求。根据修正后的四点关联法估算制动盘材料的热疲劳参数,选用临界面法中的Brown-Miller模型并利用Morrow公式修正,提取紧急制动过程中的温度-应力载荷谱,基于Fe-safe软件对制动盘进行热疲劳寿命预测分析。300km/h紧急制动工况下,分别计算了摩擦功率法和能量折算法下的制动盘最小寿命。综合分析之后,摩擦功率法适合广泛采用。借鉴榕树等三种高效物质交换的生物结构,建立了三种可以提升散热效果、预防疲劳热损伤的仿生散热筋模型,分析了高速动车组从时速300km/h紧急制动时三种仿生散热筋式制动盘的温度的大小及变化规律,并与常规圆柱散热筋制动盘进行了对比。之后采用Fluent软件分析在相同流场中各个散热筋表面温度的分布情况。综合评定之后,板型散热筋是四种散热筋中的最优选择。
李峰[4]（2018）在《中小型客车液压制动系统热衰退研究》文中研究表明进入新世纪以来,随着我国经济存量和增量的快速增长,汽车的保有量正在高速增加,这也反映了中国城市化水平的提高。然而,汽车数量的急剧增加也给城市道路交通带来了巨大的安全隐患。客车液压盘式制动器是保障驾驶员和乘客生命安全操作率最高的功能部件,直接关系到客车正常行驶时的安全性和舒适性。客车制动时,车辆的动能通过制动系统的摩擦转化为热能耗散到空气中。由于盘式制动器的散热性能和抗衰退性能更好,因而在各型车辆上得到越来越广泛地应用。制动器工作时会产生大量的热。当制动器摩擦面的温度未达到树脂摩擦材料受热分解温度,此时的摩擦是干摩擦。摩擦面的摩擦因数会略微上升后保存不变。如果温度过高,树脂摩擦材料受热分解,此时的摩擦是混合摩擦,呈现磨粒磨损并被流体润滑的特点,摩擦因数显着降低。在这种情况下,摩擦面能够产生的制动扭矩迅速降低,即产生热衰退现象。本文采用理论分析与仿真相结合的方法,对某型中小客车的前轮液压通风盘式制动器的温度场和制动系数开展研究,基于ABAQUS有限元分析软件在考虑对流换热系数随车速变化的情况中构建制动器的热力耦合模型。根据相关的试验方法,确定了仿真的循环工况。并对制动器在该循环制动工况下的温度变化采用热力耦合的方法开展计算分析,得出了每一个制动循环温度场的变化规律。在得到温度场的基础上,对盘式制动器摩擦因数随温度的变化展开研究,根据已有文献中的试验结果,拟合在制动过程中制动盘摩擦因数随温度场的变化关系。并对影响盘式制动器摩擦因数的结构因素进行了简要的分析,比较了不同散热翅片数目对制动盘温度场和摩擦因数的影响,通过合理设置参数避免了温度过高导致的客车通风盘式制动器表面的摩擦因数降低及制动失效。结果表明,不同散热翅片的制动器,制动开始时,摩擦因数均呈现出短暂的上升,然而增长的幅度有限。随着制动次数的增加,摩擦因数呈现出了下降甚至是急剧下降的趋势。对于散热翅片较少的制动盘,摩擦因数减小斜率的绝对值较大,摩擦因数的最小值可减少至0.233。通过分析循环制动工况,散热翅片数目是90条时,制动盘表面的最高温度最低,摩擦因数减少较慢,在制动盘结构概念设计阶段,应尽量选定散热翅片数目多的制动盘为宜。通过对制动盘制动系数热衰退的研究,最终降低液压制动盘的热衰退性,并增加制动时的可靠性。
许慧[5]（2018）在《层状结构铝基复合材料近终形制备与性能研究》文中进行了进一步梳理车辆的轻量化是目前汽车行业发展的重要趋势,而刹车鼓作为车轮端的重要部件,其减重是实现轻量化的有效途径。铝基复合材料由于具有高强度、耐磨损、高导热等优点,非常适合用作刹车鼓的制备。本文为了充分发挥铝基复合材料的优点,弥补其加工性能差的缺点,设计了层状结构的铝基复合材料刹车鼓,在内侧磨损面使用颗粒纤维混杂增强铝基复合材料,强度高、耐磨损,外侧使用单一的铝合金材料,韧性好、便于机械加工制造。选用了热固性酚醛树脂基粘结剂、石墨作造孔剂、磷酸二氢铝为高温粘结剂的成分配比,采用模压成形法制备了孔隙率在50%-70%范围内灵活可调的碳化硅颗粒（粒径14μm）和氧化铝短纤维（直径10μm,长径比2-5）混合预制坯。坯体的烧结在1000℃下空气中进行,既可以彻底烧除预制坯中的石墨,同时在碳化硅表面形成一层0.2μm的氧化膜,改善了颗粒与铝基体的润湿性。与石蜡基粘结剂与聚乙烯醇基粘结剂相比,酚醛树脂基粘结剂制备出的坯体高温强度及孔隙率都得到提高,坯体尺寸稳定性更好。复合材料的基体材料选用可热处理强化的2024变形铝合金。该铝合金所含的合金成分主要是Cu和Mg,在提高铝基体的力学性能、耐蚀及抗氧化性能的同时改善了基体与增强相间的润湿性。利用真空压力熔渗的工艺完成预制坯的浸渗,通过模具的合理设计完成层状结构复合材料的近终形制备。并研究了熔渗过程中温度、压力及保压机制对层状结构复合材料组织性能的影响,最终确定最佳的熔渗工艺为720℃保温1Omin后开始加压至15MPa,保压1Omin后降温,降温过程中持续加压至凝固。通过对材料组织的观察和力学性能的测试,探索了增强体系中颗粒与纤维的比例对材料组织与性能的影响。在增强相总体积分数为30%的铝基复合材料中,（20%SiCp+10%Al2O3sf）/A12024的抗拉性能最高,室温下为391.34MPa,300℃下为164MPa。对四种增强相配比的复合材料在受到300MPa拉应力时材料内部的应力分布进行有限元模拟,发现当颗粒与纤维的体积比为4:1、2:1、1:2、1:4时,分布于增强相上的最大应力值分别为786.27MPa、376.03MPa、526.33MPa、1441.1MPa,基体内部的最大应力值分别为1301.8MPa、1276.2MPa、1373.6MPa、1441.1MPa;由此可见颗粒与纤维的体积比为2:1的配比能够改善增强相及基体中的应力分布,在该配比下,分布于增强相与基体的应力均为四个配比中的最低值,因而在此配比下复合材料的抗拉性能最优。并利用Ansys有限元模拟对实际工况下刹车鼓的层状结构进行受力分析,当假设外层铝合金层厚度为2mm时,内层复合材料层的厚度不应小于0.4mm。将复合材料与HT400在4.2m/s、0.7MPa的条件下进行销盘式摩擦实验,发现复合材料的平均摩擦系数随着增强相中氧化铝短纤维比例的增加而降低,（30vol.%Al203sf+10vol.%SiCp）/A12024 平均摩擦系数最低,为 0.37。当增强相中Al2O3sf和SiCp的体积比由0增加到1,复合材料的磨损率逐由0.57kg/m3降至0.39kg/m3,磨损机制为磨料磨损和犁沟磨损;当增强相中Al203sf和SiCp的体积比由1增加到3时,复合材料的磨损率增加至0.59kg/m3,磨损机制变为粘着磨损。随着增强相中Al2O3sf含量的增加,磨屑的尺寸逐渐减小,直径由6μm逐渐过渡到直径约1.5μm。由于氧化铝短纤维的热导率较低,所以随着增强相中氧化铝短纤维比例的增加,复合材料的热导率由108W·m-1·K-1降低至86W·m-1·K-1。本文利用近似方法,在广义自洽理论基础上构建了颗粒纤维混杂增强金属基复合材料的热导率计算模型,将含有界面相的碳化硅颗粒等效为“一次等效增强颗粒”,将含有氧化铝短纤维的基体等效为“一次等效基体”,将“一次等效增强颗粒”嵌入“一次等效基体”共同作为“二次等效颗粒”,后将“二次等效颗粒”嵌入与A12024热导率相等的均匀各向同性介质中,计算出包含有颗粒、纤维及界面的颗粒纤维混杂增强铝基复合材料的热导率,对材料的设计具有一定的指导意义。
徐忠伟[6]（2018）在《高速铁路外物损伤车轴疲劳评估方法》文中提出疲劳断裂是高速列车车轴的关键力学问题之一。确保车轴不发生断轴事故,对列车安全、可靠、高效运行至关重要。随着运行速度的提升,车轴受到坚硬外物高速冲击形成外物损伤（FOD）的可能性不断增加。FOD破坏车轴结构以及表面防护涂层完整性,影响车轴疲劳强度并置车轴在大气环境下,诱导车轴在许用载荷条件下萌生裂纹并逐渐扩展到临界尺寸,导致车轴断裂。由此可见,传统的安全寿命设计方法已无法用于损伤车轴安全性评估,论文提出综合名义应力与断裂力学的方法对FOD缺陷演变规律进行准确评估。研究结果如下:1.详细调研现役车轴各种表面损伤,对表面缺陷类型、缺陷占比、缺陷尺寸、分布区域等进行统计分析。研究发现,车轴表面损伤以FOD、划伤为主,FOD缺陷占比近半,主要分布于轴身中部。观测到的最大缺陷宽度约为7700μm,最大缺陷深度约为510μm。2.采用空气炮装置进行FOD模拟试验,使用体视显微镜和扫描电子显微镜（SEM）观察FOD宏观损伤形貌、微观损伤特征;研究表明,FOD微观损伤特征主要表现为:微缺口、微裂纹、片层状结构、材料堆积等。3.进行疲劳加载试验,采用概率统计方法处理实验数据,研究FOD对试样疲劳性能的影响;对疲劳加载后未断试样进行SEM观测,发现FOD造成的应力集中、微结构损伤为疲劳裂纹的萌生、扩展提供了有利条件,是FOD试样及构件疲劳寿命降低的主要原因。4.采用弹塑性有限元方法研究FOD致残余应力并与X射线衍射法测定的残余应力实验数据进行对比,证明了数值仿真方法的正确性与可靠性;分析残余应力对裂纹萌生、扩展的影响:缺陷根部区域一般为残余压应力,可以在一定程度上抑制裂纹萌生、扩展,损伤的部分边缘区域为残余拉应力,与FOD导致的微结构损伤共同为裂纹萌生及扩展等提供了有利条件。5.基于FOD、几何尺寸、表面质量、加载方式等对构件疲劳性能的影响,改进适用于短裂纹的Kitagawa-Takahashi图并将其应用于FOD车轴疲劳评估,获得了更合理、可靠的疲劳加载安全区以及偏于保守的评定结果。
孙楚怡[7]（2017）在《蠕铁制动盘散热筋断裂失效分析研究》文中研究表明蠕铁制动盘是提速客车制动系统的关键部件,随着轨道交通的发展,近几年蠕铁制动盘最外圈散热筋在使用寿命内频繁出现裂纹,甚至出现断裂,这种情况严重影响了列车的行车安全。开展蠕铁制动盘散热筋裂纹和断裂失效研究,对确保提速客车的运行安全具有重要的意义。本文基于提速客车蠕铁制动盘的服役条件,采用材料分析技术和有限元模拟技术相结合的方法,揭示了蠕铁制动盘散热筋断裂失效机制,提出了生产质量和服役过程的改进措施。本文主要研究内容和结论如下:（1）在分析提速客车蠕铁制动盘断裂散热筋的断口形貌、研究失效制动盘和未使用制动盘组织和性能基础上,确定了散热筋的失效形式是脆性开裂,提出了散热筋存在片状石墨而导致力学性能下降是引发裂纹萌生和扩展的内在原因。（2）针对散热筋横截面外表层发现片状石墨问题,开展了凝固模拟分析,确定了散热筋外表层出现片状石墨的原因是冷却速度过快导致凝固过程形成B型片状石墨,提出了缓慢冷却散热筋、减少或消除片状石墨的改进措施。（3）在测试材料力学性能和热物性能基础上,采用ANSYS软件建立了提速客车蠕铁制动盘服役条件下的热-机耦合有限元温度场和应力场模拟技术。1:1动力制动台的温度测试表明,所建立的有限元模拟技术的误差小于10%,具有很好的模拟计算精度。（4）开展了多个制动工况下的温度场和应力场分析。有限元分析表明,在180km/h初速度下进行连续两次紧急制动,制动过程的峰值温度基本达到蠕铁制动盘的400℃许用温度;若机车不参与制动以及闸片存在偏磨,160km/h初速度下全程往返制动最高温度可达397℃,与180km/h初速度下进行连续两次紧急制动的最高温度和最大应力水平相近。基于模拟结果,提出了确保制动过程中机车参与制动、减少闸片偏磨以减小制动盘温度和应力的有效措施。（5）针对散热筋裂纹和断裂问题,基于模拟技术深入研究了散热筋不同位置点的受力情况,研究表明最外圈散热筋根部在制动过程中应力最大且承受拉压循环应力,这是散热筋裂纹扩展的外在原因。本文通过研究蠕铁制动盘散热筋的断口形貌分析、组织和性能研究,借助于有限元模拟技术,揭示了散热筋裂纹和开裂机制,所提出了改进措施对提高蠕铁制动盘的产品质量和运用安全性具有重要的指导意义。
岑升波[8]（2016）在《高速列车铸钢制动盘热疲劳性能研究及寿命预测》文中研究说明制动盘是高速列车重要的基础制动装置之一,其在服役过程中的安全可靠性直接影响到列车的运行安全。制动盘在长期的服役过程中,反复受到循环温度的作用,因此由循环交变热应力导致的热疲劳开裂是制动盘失效的主要原因之一。本文对高速列车制动盘铸钢材料在不同温度下的力学性能、热物理性能和热疲劳性能进行了实验研究,为数值模拟提供基础数据,采用热-力顺序耦合的方法模拟了铸钢制动盘在紧急制动和常规制动工况下的温度场和应力场分布,并通过子模型技术研究了表面划伤对制动盘温度场和应力场的影响。同时,将热疲劳实验与数值模拟技术相结合,研究了制动盘热疲劳裂纹萌生特点、热疲劳裂纹扩展行为以及热疲劳过程中组织的演变规律,确定了各循环温度下热疲劳试样的应力应变响应曲线和裂纹扩展速率da/dN～ΔK曲线,并对无缺陷制动盘和划伤制动盘的热疲劳寿命进行预测。主要结论如下：（1）紧急制动时热应力超过了制动盘材料的屈服强度,造成了不可恢复的塑性变形,在盘面上产生了215MPa的等效残余应力,其中环向拉应力是造成制动盘发生热疲劳破坏的主要应力分量；常规制动时制动盘摩擦面处于弹性变形阶段,冷却到室温后,摩擦面没有残余应力产生。（2）划伤缺陷对制动盘的应力分布作用显着,划伤在制动盘表面造成了局部应力集中,不同划伤处的等效残余应力为无缺陷盘的2.32～4.31倍；其中制动盘表面的局部应力随着划伤位置、缺口角度的增大而降低,并随划伤深度的增大而增加,垂直于划伤的径向应力是导致制动盘裂纹萌生和扩展的主要驱动力。（3）铸钢材料的热疲劳裂纹在高温氧化腐蚀和热循环应力共同作用下在缺口尖端处萌生,裂纹的萌生方式为穿晶开裂；主裂纹的扩展机制是裂纹尖端在循环应力的作用下不断的张开钝化、闭合锐化,使得裂纹平直向前扩展,同时高温氧化腐蚀、组织的演变和循环软化加速了裂纹的扩展,主裂纹的扩展方式为穿晶；网状裂纹的萌生和扩展机制是缺口区域在局部应力集中作用下不断的塑性累积产生褶皱,同时在高温下氧元素对晶界的削弱促使了网状裂纹在晶界处萌生和扩展,网状裂纹的萌生和扩展方式为沿晶。（4）在热疲劳过程中,试样淬火区的硬度表现为软化和硬化循环交替出现,硬度呈类周期震荡变化特点,但总的趋势为循环软化,而且软化程度随着循环上限温度提高而增大；相对应的,在650℃循环上限温度时,试样淬火区组织发生缓慢变化,原本保持着马氏体位向的回火索氏体组织逐渐转变为粒状索氏体组织,而循环上限温度为600℃以下时,材料的组织没有发生明显的变化,具有较高的热稳定性。（5）划伤制动盘与无缺陷制动盘相比,热疲劳裂纹萌生寿命缩短了3.7～5.7倍,同时划伤半径和缺口角度越小热疲劳裂纹萌生寿命越短,划伤深度越大裂纹萌生寿命越短。（6）划伤制动盘与无缺陷制动盘相比,热疲劳裂纹扩展寿命最多下降了20倍,而且不同划伤位置对比,划伤位于制动盘中间位置时扩展寿命最短；不同划伤深度对比,划伤深度为3mm时扩展寿命最短：不同划伤缺口角度对比,角度为60°时扩展寿命最短。
叶豪[9]（2014）在《基于流固热耦合的台车蠕变分析》文中研究表明烧结机是钢铁生产过程中的重要设备，台车作为烧结机关键部件，其强度及使用寿命至关重要，但是台车在使用一定年限后会出现塌腰现象。分析其原因是由材料蠕变造成，由于台车体材料为球墨铸铁，其本身具有蠕变特性，在烧结过程中不仅承受自重，还承受篦条、烧结矿的重量以及抽风负压的机械载荷作用，同时还受长时间变化的温度场影响，复杂的工况易导致球墨铸铁产生蠕变。因此对烧结台车车体进行蠕变分析，解决台车的塌腰破坏现象，具有很好的现实意义。本文在分析烧结机台车体结构与工作原理的基础上，利用三维软件CATIA完成烧结机台车体的三维建模，用前处理软件对台车整车进行六面体网格划分，根据实际工况建立有限元模型。在机械载荷中不仅施加重力载荷而且引入FLUENT模拟求得的风载，用ABAQUS软件对台车进行强度分析。考虑横筋导热以及空气换热系数、气流温度随时间变化等非稳态因素，利用FLUENT计算出台车烧结过程的温度场分布规律，对比出口气流温度与风箱入流温度验证流场模型正确性。使用接口软件MPCCI传递流固热耦合变量（换热系数、气流温度、壁面压力、壁面温度和节点位置），求解耦合场作用下的台车变形。根据已有球铁材料数据和台车使用工况，选取蠕变模型，施加机械载荷并添加耦合求解的温度场作为蠕变边界条件，用结构分析软件模拟蠕变后台车体主梁变形，并对比工厂失效台车实际变形，验证模型准确性。本文在进行台车结构强度分析时，引入了较精确的抽风负压，使得模拟更接近实际，利用多软件进行流固热耦合得到了实验难以测得的温度场并将其与传统计算求解结果进行对比，为热疲劳和裂纹的研究提供了一个可靠的温度场。通过对台车体温度场和蠕变模拟结果，验证了台车体塌腰是由于蠕变的猜测，并对工厂台车体材料选取和结构设计提供了改进方案。
郝明树[10]（2012）在《盘式制动器热—结构耦合分析及寿命预测》文中指出制动器是汽车制动系统的核心元件,对汽车的安全性能有着至关重要的作用。由于盘式制动器在车辆中的应用日益广泛,因此对盘式制动器进行深入的研究有着重要的意义。盘式制动器的制动过程是一个典型的热—结构耦合过程,并对制动器的热疲劳以及振动产生重要影响,关于制动器—热结构耦合特性的研究,对提高制动器性能与设计水平具有重要意义。本文综述了盘式制动器热—结构耦合的研究现状,对摩擦面的传热规律进行了归纳总结。基于盘式制动器制动盘与制动片之间的摩擦热生成规律及其热流分配规律,建立了有限元分析模型。应用非线性有限元软件模拟了制动器的制动过程,在分析计算中考虑了制动压力、摩擦系数、材料膨胀系数以及对流换热边界条件对分析结果的影响。通过对盘式制动器的热—结构耦合制动过程的仿真分析计算,得到了在制动过程中制动盘与制动片的瞬态温度场、接触压力场以及热应力场的分布规律。在紧急工况下,温度场呈非对称分布,在径向存在较大温差,而轴向温度差较小。随着制动过程的进行,温度场逐渐呈现近似轴对称分布。在摩擦热流输入和对流换热的共同作用下,接触表面的最高温度都出现在摩擦半径处,并沿径向逐渐向两侧降低。制动盘所受热应力远大于机械应力,且应力最大值出现在摩擦半径处。本文通过对盘式制动器的温度场、应力场和接触压力场研究的基础上,采用Manson-Coffin公式对盘式制动器的热疲劳寿命进行了预测,并对影响制动盘寿命的因素进行了分析。
二、一种车轮铸钢材料热疲劳断裂特征分析研究（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、一种车轮铸钢材料热疲劳断裂特征分析研究（论文提纲范文）
（1）贝氏体车轮钢热疲劳性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 引言 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 贝氏体车轮钢 |
| 1.2.1 贝氏体钢的发展 |
| 1.2.2 车轮钢材料的发展 |
| 1.3 列车制动 |
| 1.3.1 机车制动 |
| 1.3.2 闸瓦 |
| 1.4 制动过程的数值模拟 |
| 1.5 热疲劳损伤 |
| 1.5.1 热疲劳损伤概述 |
| 1.5.2 热疲劳的影响因素 |
| 1.5.3 车轮钢的热疲劳损伤 |
| 1.6 研究内容及思路 |
| 2 实验材料与研究方法 |
| 2.1 制动模拟相关理论 |
| 2.1.1 温度场 |
| 2.1.2 应力场 |
| 2.2 实验材料 |
| 2.3 实验方法 |
| 2.3.1 热疲劳实验 |
| 2.3.2 拉伸实验 |
| 2.3.3 冲击实验 |
| 2.3.4 硬度测试 |
| 2.3.5 显微组织观察 |
| 2.3.6 残余奥氏体含量检测 |
| 2.3.7 热膨胀实验 |
| 3 贝氏体车轮制动过程的模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 有限元模型的建立 |
| 3.3 初始参数以及边界条件 |
| 3.3.1 初始参数 |
| 3.3.2 闸瓦参数 |
| 3.3.3 制动工况 |
| 3.3.4 边界条件 |
| 3.4 温度场计算结果分析 |
| 3.4.1 坡道制动过程 |
| 3.4.2 常用制动过程 |
| 3.4.3 紧急制动过程 |
| 3.5 应力场 |
| 3.5.1 踏面损伤的应力评价 |
| 3.5.2 制动应力场 |
| 3.5.3 损伤评价 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 贝氏体车轮钢的热疲劳性能 |
| 4.1 热疲劳裂纹 |
| 4.2 组织及性能的变化 |
| 4.3 裂纹扩展过程 |
| 4.4 裂纹走向与组织 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 回火温度对热疲劳性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 两种回火温度贝氏体钢的性能 |
| 5.2.1 力学性能 |
| 5.2.2 微观组织形貌 |
| 5.2.3 残余奥氏体含量 |
| 5.2.4 回火过程的热膨胀仪模拟 |
| 5.3 热疲劳实验 |
| 5.3.1 冷热疲劳裂纹形貌 |
| 5.3.2 冷热疲劳当量裂纹 |
| 5.3.3 冷热循环后金相组织形貌 |
| 5.3.4 残余奥氏体的变化 |
| 5.3.5 硬度的变化 |
| 5.4 回火温度对热疲劳的影响分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 索引 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（2）硅固溶铸态铁素体球铁组织及性能的研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 球墨铸铁概述 |
| 1.2.1 球墨铸铁的起源 |
| 1.2.2 球墨铸铁的分类及特点 |
| 1.3 铁素体球墨铸铁 |
| 1.3.1 铸态铁素体球墨铸铁 |
| 1.3.2 热处理态铁素体球墨铸铁 |
| 1.4 硅固溶铁素体球墨铸铁的发展概况 |
| 1.4.1 硅固溶铁素体球墨铸铁的起源 |
| 1.4.2 硅固溶铁素体球墨铸铁发展 |
| 1.5 本课题的主要研究内容 |
| 第二章 试验过程和方法 |
| 2.1 试验方案及技术路线 |
| 2.1.1 试验方案 |
| 2.1.2 技术路线 |
| 2.2 化学成分设计 |
| 2.3 原材料的选择及试样制备 |
| 2.3.1 原材料的选择 |
| 2.3.2 熔炼、球化、孕育工艺 |
| 2.3.3 浇注工艺 |
| 2.4 微观组织分析 |
| 2.4.1 金相观察 |
| 2.4.2 扫描电镜观察及EDS能谱分析 |
| 2.4.3 X射线衍射分析 |
| 2.5 力学性能测试 |
| 2.5.1 拉伸实验 |
| 2.5.2 维氏硬度试验 |
| 2.5.3 冲击韧性试验 |
| 第三章 微观组织对铸态铁素体球铁力学性能的影响 |
| 3.1 铸态铁素体球铁微观组织 |
| 3.1.1 石墨组织特征 |
| 3.1.2 基体组织特征 |
| 3.2 微观组织对铸态铁素体球铁力学性能的影响 |
| 3.2.1 基体组织对力学性能的影响 |
| 3.2.2 石墨组织对球铁力学性能的影响 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 Si对铸态铁素体球铁微观组织及力学性能的影响 |
| 4.1 Si对微观组织的影响 |
| 4.1.1 Si对石墨组织的影响 |
| 4.1.2 Si对基体组织的影响 |
| 4.2 Si对力学性能的影响 |
| 4.2.1 Si对拉伸性能的影响 |
| 4.2.2 拉伸断口表征 |
| 4.2.3 Si对冲击韧性的影响 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 Si对铁素体球铁固溶强化机理的研究 |
| 5.1 Si在球铁组织中的分布特征 |
| 5.1.1 Si在球铁微观组织中的分布 |
| 5.1.2 Si在球铁铁素体基体中的分布 |
| 5.2 Si对铁素体显微硬度的影响 |
| 5.3 Si固溶对铁素体晶格常数的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 全文总结及展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间的学术活动及成果 |
（3）高速动车组制动盘热-机耦合仿真分析及结构优化设计（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.3 论文研究内容及方法 |
| 2 制动盘热-机耦合分析 |
| 2.1 热-机耦合分析基础 |
| 2.1.1 耦合分析 |
| 2.1.2 产热机理 |
| 2.1.3 散热理论 |
| 2.2 制动盘建模 |
| 2.2.1 制动盘基本参数 |
| 2.2.2 制动盘有限元模型 |
| 2.2.3 载荷与约束 |
| 2.3 温度场分析 |
| 2.3.1 温度场随时间变化 |
| 2.3.2 温度场随空间分布 |
| 2.4 应力场分析 |
| 2.4.1 应力场随时间分布 |
| 2.4.2 应力场随空间分布 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 制动盘热疲劳强度及寿命分析 |
| 3.1 疲劳强度评估 |
| 3.1.1 疲劳累积损伤理论 |
| 3.1.2 基于临界平面法的多轴疲劳理论 |
| 3.1.3 疲劳强度评定方法 |
| 3.1.4 制动盘疲劳强度校核 |
| 3.2 材料疲劳性能参数的估算 |
| 3.2.1 四点关联法 |
| 3.2.2 随温度变化的疲劳参数 |
| 3.3 热疲劳寿命估算 |
| 3.4 本章小结 |
| 4 制动盘的仿生改进设计 |
| 4.1 仿生模型建立 |
| 4.1.1 三维仿生模型建立 |
| 4.1.2 有限元模型建立 |
| 4.2 仿生散热筋式制动盘整体分析 |
| 4.2.1 温度变化规律分析 |
| 4.2.2 瞬时温度场对比分析 |
| 4.3 仿生散热筋流场分析 |
| 4.3.1 控制方程与数值方法 |
| 4.3.2 有限元模型 |
| 4.3.3 计算域以及边界条件 |
| 4.3.4 结果分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间的研究成果 |
（4）中小型客车液压制动系统热衰退研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 热力耦合特性研究 |
| 1.2.2 制动系数热衰退研究 |
| 1.3 研究内容与研究方法 |
| 第2章 传热理论和制动器热力耦合方法 |
| 2.1 接触分析理论和摩擦生热理论 |
| 2.2 热传递理论、计算流体力学和应力计算理论 |
| 2.3 ABAQUS瞬态热力的完全耦合求解和分析的有限元法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 通风盘式制动器热力耦合有限元模型的建立 |
| 3.1 盘式制动器简介 |
| 3.2 基本假设 |
| 3.3 制动器有限元模型的建立 |
| 3.3.1 客车与制动盘的实物选型 |
| 3.3.2 输入热流密度的确定 |
| 3.3.3 制动器三维模型的建立 |
| 3.3.4 制动器网格模型的建立 |
| 3.4 制动工况的确定 |
| 3.5 边界条件的设定 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 液压通风制动盘热力耦合 |
| 4.1 首次制动热力耦合分析制动盘的温度场结果 |
| 4.2 连续十五次循环制动热力耦合结果 |
| 4.2.1 连续十五次循环制动制动盘温度场分析 |
| 4.2.2 连续十五次循环制动制动盘应力场分析 |
| 4.3 通风盘式制动器应变分析 |
| 4.4 通风盘式制动器的优化 |
| 4.4.1 常用试验设计方法对比 |
| 4.4.2 通风盘式制动器的试验设计 |
| 4.4.3 建立近似模型 |
| 4.4.4 近似模型的比较和选定 |
| 4.4.5 优化算法介绍 |
| 4.4.6 优化结果及分析 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 制动系数热衰退的研究 |
| 5.1 液压通风制动器摩擦因数与温度的关系 |
| 5.2 散热翅片对制动器摩擦因数热衰退的影响 |
| 5.2.1 散热翅片对制动器温度场的影响 |
| 5.2.2 散热翅片对摩擦因数的影响 |
| 5.3 本章小结 |
| 第6章 结论 |
| 6.1 研究总结 |
| 6.2 研究展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（5）层状结构铝基复合材料近终形制备与性能研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 引言 |
| 2 文献综述 |
| 2.1 刹车鼓/盘用材料研究现状 |
| 2.1.1 铸铁、铸钢、锻钢材料 |
| 2.1.2 铝基复合材料 |
| 2.1.3 C/C和C/SiC复合材料 |
| 2.1.4 层状结构材料 |
| 2.2 铝基复合材料制备工艺 |
| 2.2.1 固相法 |
| 2.2.2 液相法 |
| 2.2.3 固液两相法 |
| 2.2.4 预制坯的制备 |
| 2.3 铝基复合材料的特性表征 |
| 2.3.1 铝基复合材料的力学性能研究 |
| 2.3.2 铝基复合材料的摩擦磨损性能研究 |
| 2.3.3 铝基复合材料的热导率及影响因素 |
| 2.4 选题背景及意义 |
| 3 研究内容及技术路线 |
| 3.1 实验内容 |
| 3.2 研究方法 |
| 3.2.1 密度及相对密度测量 |
| 3.2.2 抗拉强度的测量 |
| 3.2.3 热导率的测量 |
| 3.2.4 微观组织与物相分析 |
| 3.3 技术路线 |
| 4 刹车鼓用铝基复合材料的制备 |
| 4.1 铝基复合材料增强相的选择 |
| 4.2 铝基复合材料增强坯体的制备 |
| 4.2.1 石蜡基粘结剂 |
| 4.2.2 聚乙烯醇基水溶性粘结剂 |
| 4.2.3 酚醛树脂基粘结剂 |
| 4.3 刹车鼓用铝合金成分的选择 |
| 4.4 刹车鼓近终形制备工艺的确定 |
| 4.4.1 熔渗温度对铝基复合材料的影响 |
| 4.4.2 熔渗压力对铝基复合材料的影响 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 刹车鼓用铝基复合材料的力学性能研究 |
| 5.1 碳化硅颗粒尺寸对复合材料力学性能的影响 |
| 5.2 增强相中颗粒与纤维的比例对复合材料力学性能的影响 |
| 5.2.1 (SiC_p+Al_2O_(3sf))/Al2024的金相组织 |
| 5.2.2 (SiC_p+Al_2O_(3sf))/Al2024的弹性模量 |
| 5.2.3 (SiC_p+Al_2O_(3sf))/Al2024室温抗拉强度 |
| 5.2.4 (SiC_p+Al_2O_(3sf))/Al2024高温(300℃)抗拉强度 |
| 5.3 混杂增强铝基复合材料拉伸过程内部应力分布模拟 |
| 5.4 层状结构铝基复合材料刹车鼓工况中应力分布的有限元模拟 |
| 5.5 本章小结 |
| 6 刹车鼓用铝基复合材料的摩擦磨损性能分析 |
| 6.1 复合材料增强相对磨损率的影响 |
| 6.2 复合材料增强相对摩擦系数的影响 |
| 6.3 磨损试样表面形貌观察 |
| 6.4 磨屑形貌观察 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 铝基复合材料的热导率研究 |
| 7.1 颗粒纤维混杂增强铝基复合材料的热导率模型构建 |
| 7.2 铝基复合材料的热导率分析 |
| 7.3 本章小结 |
| 8 结论 |
| 本课题创新点 |
| 参考文献 |
| 作者简历及在学研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（6）高速铁路外物损伤车轴疲劳评估方法（论文提纲范文）
| 摘要 |
| abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 发动机叶片FOD研究现状 |
| 1.2.1 FOD的形貌特征 |
| 1.2.2 FOD模拟试验方法 |
| 1.2.3 FOD残余应力模拟 |
| 1.2.4 FOD叶片安全限界 |
| 1.3 铁路结构FOD研究现状 |
| 1.4 论文主要工作 |
| 第2章 车轴FOD特征分析 |
| 2.1 车轴表面损伤 |
| 2.2 车轴FOD宏观特征 |
| 2.2.1 分布特点 |
| 2.2.2 尺寸特点 |
| 2.3 车轴FOD微观特征 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 FOD模拟试验研究 |
| 3.1 FOD模拟试验 |
| 3.1.1 空气炮装置 |
| 3.1.2 FOD模拟试验 |
| 3.1.3 结果与分析 |
| 3.2 FOD试样疲劳试验 |
| 3.2.1 试验方法 |
| 3.2.2 结果与分析 |
| 3.3 本章小结 |
| 第4章 FOD致残余应力 |
| 4.1 FOD模拟仿真 |
| 4.1.1 Johnson-Cook本构模型 |
| 4.1.2 Johnson-Cook失效模型 |
| 4.1.3 仿真计算模型 |
| 4.2 计算结果及分析 |
| 4.2.1 板状试样 |
| 4.2.2 沙漏试样 |
| 4.3 本章小结 |
| 第5章 FOD车轴疲劳评估 |
| 5.1 Kitagawa-Takahashi图 |
| 5.2 全尺寸车轴疲劳极限 |
| 5.3 应力强度因子门槛值 |
| 5.4 FOD车轴安全限界 |
| 5.4.1 有限元计算模型 |
| 5.4.2 FOD车轴安全限界 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 论文总结及展望 |
| 6.1 研究结论 |
| 6.2 研究展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间科研成果及参与项目 |
（7）蠕铁制动盘散热筋断裂失效分析研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究概况 |
| 1.2.1 制动盘材料的发展 |
| 1.2.2 制动盘数值模拟计算研究进展 |
| 1.2.3 失效分析研究历史及现状 |
| 1.3 论文研究的主要内容 |
| 2 研究方案与试验方法 |
| 2.1 实验分析方法 |
| 2.1.1 失效分析思路 |
| 2.1.2 材料分析方案 |
| 2.1.3 试样制备 |
| 2.1.4 检测分析方法 |
| 2.2 制动过程模拟仿真计算 |
| 2.2.1 ANSYS热分析原理 |
| 2.2.2 ANSYS温度场应力场分析 |
| 2.2.3 ANSYS计算主要流程 |
| 2.3 本章小结 |
| 3 蠕铁制动盘散热筋断裂失效分析 |
| 3.1 断口分析 |
| 3.1.1 断口宏观分析 |
| 3.1.2 断口微观分析 |
| 3.2 材料成分和性能测试 |
| 3.2.1 化学成分测试 |
| 3.2.2 力学性能测试 |
| 3.3 金相组织分析 |
| 3.3.1 Y型浇注试样的金相组织 |
| 3.3.2 未使用制动盘的金相组织 |
| 3.3.3 失效制动盘的金相组织 |
| 3.3.4 失效、未使用制动盘的金相组织对比 |
| 3.4 蠕化率计算 |
| 3.5 探究片状石墨出现原因 |
| 3.5.1 片状石墨形态 |
| 3.5.2 冷却凝固曲线与特征值 |
| 3.6 蠕铁制动盘凝固模拟 |
| 3.6.1 铸造工艺方案 |
| 3.6.2 边界条件设置 |
| 3.6.3 凝固模拟结果分析 |
| 3.7 本章小结 |
| 4 蠕铁制动盘温度场和应力场的数值模研究 |
| 4.1 热分析原理 |
| 4.1.1 非线性瞬态热分析基础 |
| 4.1.2 传热方式 |
| 4.1.3 非线性瞬态温度场分析初始和边界条件 |
| 4.2 温度场分析建模 |
| 4.2.1 盘形制动间接耦合模型 |
| 4.2.2 制动盘结构及相关参数 |
| 4.2.3 制动盘温度场分析假设条件 |
| 4.2.4 材料的性能参数 |
| 4.3 温度场求解的边界条件 |
| 4.3.1 热流密度 |
| 4.3.2 对流换热系数 |
| 4.4 应力场分析原理 |
| 4.4.1 热应力计算方法 |
| 4.4.2 热应力分析建模 |
| 4.4.3 边界条件和载荷 |
| 4.5 制动参数及模拟工况 |
| 4.5.1 列车制动参数 |
| 4.5.2 制动模拟工况 |
| 4.6 模拟计算有效性评估 |
| 4.6.1 模拟技术有效性评估方法 |
| 4.6.2 模拟技术有效性评估结果 |
| 4.7 制动模拟计算结果及分析 |
| 4.7.1 160km/h两次紧急制动模拟分析结果 |
| 4.7.2 160km/h全程往返无机车无制动和闸片偏磨的模拟结果 |
| 4.7.3 热容量模拟结果 |
| 4.8 最外圈散热筋应力模拟结果及分析 |
| 4.8.1 散热筋应力分析选取的位置 |
| 4.8.2 160km/h两次紧急制动散热筋应力分析 |
| 4.8.3 160km/h无机车制动和存在闸片偏磨的紧急制动模拟结果 |
| 4.9 本章小结 |
| 5 结论 |
| 参考文献 |
| 作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
| 学位论文数据集 |
（8）高速列车铸钢制动盘热疲劳性能研究及寿命预测（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 制动盘温度场和应力场数值模拟 |
| 1.2.2 制动盘热疲劳的研究现状 |
| 1.2.3 制动盘热疲劳寿命预测 |
| 1.3 论文研究内容 |
| 第二章 实验材料及实验方法 |
| 2.1 实验材料 |
| 2.1.1 制动盘材料 |
| 2.1.2 制动盘铸钢材料力学性能测试 |
| 2.1.3 制动盘铸钢材料热物理性能测试 |
| 2.2 有限元数值模拟 |
| 2.3 制动盘铸钢材料热疲劳测试 |
| 2.3.1 制动盘铸钢材料热疲劳测试方法 |
| 2.3.2 热疲劳微观组织分析 |
| 2.3.3 热疲劳硬度测试 |
| 2.3.4 热疲劳裂纹分析 |
| 第三章 制动盘温度场和应力场数值模拟 |
| 3.1 制动盘有限元模型的建立 |
| 3.1.1 制动盘结构特点及相关参数 |
| 3.1.2 有限元分析的基本假设条件 |
| 3.2 制动盘模型的计算参数和边界条件 |
| 3.2.1 制动盘铸钢材料的热物理性能和力学性能参数 |
| 3.2.2 制动工况 |
| 3.2.3 制动盘的表面对流换热系数 |
| 3.2.4 制动盘的热辐射系数 |
| 3.2.5 制动盘摩擦生热的热输入计算 |
| 3.2.6 制动盘热应力场数值模拟的参数设定 |
| 3.3 有限元计算结果与分析 |
| 3.3.1 制动盘温度场结果与分析 |
| 3.3.2 制动盘应力场结果与分析 |
| 3.4 划伤制动盘温度场和应力场有限元计算分析 |
| 3.4.1 划伤制动盘模型的建立 |
| 3.4.2 划伤缺陷对制动盘温度场的影响 |
| 3.4.3 划伤缺陷对制动盘应力场的影响 |
| 3.5 本章小结 |
| 第四章 制动盘铸钢材料的热疲劳性能研究 |
| 4.1 制动盘铸钢材料热疲劳实验 |
| 4.1.1 铸钢材料的热疲劳裂纹萌生 |
| 4.1.2 铸钢材料的热疲劳裂纹扩展 |
| 4.2 制动盘材料热疲劳数值模拟 |
| 4.2.1 热疲劳试样模型的建立 |
| 4.2.2 热疲劳试样温度场的模拟结果 |
| 4.2.3 热疲劳试样热应力场的模拟结果 |
| 4.3 制动盘铸钢材料热疲劳破环机理研究 |
| 4.3.1 热疲劳裂纹萌生特点 |
| 4.3.2 热疲劳裂纹扩展行为 |
| 4.3.3 热疲劳过程中组织演变规律 |
| 4.4 本章小结 |
| 第五章 制动盘铸钢材料热疲劳寿命预测 |
| 5.1 制动盘热疲劳裂纹萌生寿命预测 |
| 5.2 制动盘材料热疲劳裂纹扩展寿命预测 |
| 5.2.1 热疲劳裂纹尖端应力强度因子数值模拟 |
| 5.2.2 制动盘材料在各温度下da/dN～ΔK曲线 |
| 5.2.3 制动盘热疲劳裂纹扩展寿命预测 |
| 5.3 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士期间发表文章 |
（9）基于流固热耦合的台车蠕变分析（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题研究背景 |
| 1.1.1 国内外台车研究现状 |
| 1.1.2 机械应力研究现状 |
| 1.1.3 烧结机台车体温度场研究现状 |
| 1.1.4 球墨铸铁和台车蠕变现状 |
| 1.2 研究目的和意义 |
| 1.3 研究内容 |
| 第2章 多物理场作用下台车蠕变模型 |
| 2.1 台车蠕变原因 |
| 2.2 台车机械应力求解分析 |
| 2.3 传热模型与参数求解 |
| 2.3.1 台车传热的数学模型 |
| 2.3.2 多孔介质区域参数求解 |
| 2.4 耦合计算流程 |
| 2.4.1 耦合系统 |
| 2.4.2 多物理场 |
| 2.4.3 MPCCI 模拟过程概述 |
| 2.5 蠕变模型确立与参数求解 |
| 2.5.1 流变应力 |
| 2.5.2 球铁流变应力与温度的关系 |
| 2.5.3 球铁流变应力与应变速率的关系 |
| 2.5.4 蠕变模型 |
| 2.6 本章小结 |
| 第3章 多物理场作用下台车蠕变数值模拟 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 软件介绍 |
| 3.3 模型建立 |
| 3.3.1 参数设置 |
| 3.3.2 模拟过程的参数设置 |
| 3.3.3 MPCCI 耦合设置 |
| 3.3.4 蠕变模型设置 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 台车多物理场仿真结果及分析 |
| 4.1 多物理场作用结果分析 |
| 4.1.1 台车机械应力分析 |
| 4.1.2 温度场求解及验证 |
| 4.1.3 耦合场作用结果及分析 |
| 4.2 蠕变变形结果以及分析 |
| 4.3 改进方案 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果 |
| 致谢 |
| 作者简介 |
（10）盘式制动器热—结构耦合分析及寿命预测（论文提纲范文）
| 中文摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 论文的研究背景 |
| 1.2 课题研究现状 |
| 1.2.1 盘式制动器摩擦热温度场国内外研究现状 |
| 1.2.2 热-结构耦合理论研究 |
| 1.3 本文研究的目的与意义 |
| 第二章 理论计算模型的建立与分析 |
| 2.1 盘式制动器的工作原理 |
| 2.2 接触分析原理 |
| 2.3 摩擦制动生热理论 |
| 2.3.1 摩擦热的产生机理 |
| 2.3.2 热传导理论 |
| 2.3.3 热流传递的方式 |
| 2.3.4 初始条件 |
| 2.3.5 边界条件 |
| 2.4 热—结构耦合的求解方法 |
| 2.4.1 热—结构耦合分析的有限元方法 |
| 2.4.2 瞬态热分析有限元方法 |
| 2.5 制动系统三维瞬态温度场热传导方程的建立 |
| 2.5.1 温度场热传导方程 |
| 2.6 本章小结 |
| 第三章 盘式制动器有限元模型的建立 |
| 3.1 盘式制动器简介 |
| 3.2 制动系统有限元模型的建立 |
| 3.3 三维模型的建立 |
| 3.3.1 建立热流输入模型 |
| 3.3.2 应力产生机理及计算 |
| 3.4 三维模型的建立 |
| 3.5 网格划分 |
| 3.6 汽车制动的计算数据和边界条件的界定 |
| 3.6.1 位移与载荷边界条件 |
| 3.6.2 对流换热边界条件 |
| 3.6.3 热流分配系数摩与摩擦面接触热传导系数 |
| 3.7 本章小结 |
| 第四章 盘式制动器热结构耦合有限元分析 |
| 4.1 有限元分析流程 |
| 4.2 有限元模型的网格划分 |
| 4.3 制动副接触摩擦模型 |
| 4.4 制动盘的温度场分布 |
| 4.4.1 制动盘工作表面温度的径向分布特性 |
| 4.4.2 制动盘工作表面的周向温度分布特性 |
| 4.5 制动盘接触区域的接触压力分布 |
| 4.5.1 静态接触时的压力分布 |
| 4.5.2 制动过程中接触区域的压力和温度分布 |
| 4.6 制动盘的应力分布特性 |
| 4.6.1 制动盘表面应力径向分布特性 |
| 4.6.2 制动盘表面应力周向分布特性 |
| 4.7 本章小结 |
| 第五章 制动盘热疲劳的寿命预测 |
| 5.1 制动盘热损伤及其破坏的主要形式 |
| 5.2 热疲劳寿命预测模型 |
| 5.3 制动盘疲劳损坏部位的确定 |
| 5.4 制动盘热疲劳寿命预测 |
| 5.5 本章小结 |
| 结论和展望 |
| 1. 结论 |
| 2. 展望 |
| 致谢 |
| 参考文献 |
四、一种车轮铸钢材料热疲劳断裂特征分析研究（论文参考文献）
- [1]贝氏体车轮钢热疲劳性能研究[D]. 杨月超. 北京交通大学, 2021
- [2]硅固溶铸态铁素体球铁组织及性能的研究[D]. 周宏伟. 合肥工业大学, 2021
- [3]高速动车组制动盘热-机耦合仿真分析及结构优化设计[D]. 黄晓华. 兰州交通大学, 2019(04)
- [4]中小型客车液压制动系统热衰退研究[D]. 李峰. 吉林大学, 2018(04)
- [5]层状结构铝基复合材料近终形制备与性能研究[D]. 许慧. 北京科技大学, 2018(08)
- [6]高速铁路外物损伤车轴疲劳评估方法[D]. 徐忠伟. 西南交通大学, 2018(09)
- [7]蠕铁制动盘散热筋断裂失效分析研究[D]. 孙楚怡. 北京交通大学, 2017(06)
- [8]高速列车铸钢制动盘热疲劳性能研究及寿命预测[D]. 岑升波. 西南交通大学, 2016(01)
- [9]基于流固热耦合的台车蠕变分析[D]. 叶豪. 燕山大学, 2014(05)
- [10]盘式制动器热—结构耦合分析及寿命预测[D]. 郝明树. 武汉理工大学, 2012(10)