基于晶体塑性有限元的车轴材料疲劳寿命预测方法研究

发布时间：2024-01-15 09:37

　　近年来,我国高速列车事业快速发展,为人们的日常出行提供了极大的便利。然而随着高铁运营里程的不断增加以及运行速度的不断提升,其运输安全成为了关键问题。列车运行安全与车轴性能必不可分,虽然车轴是基于材料的耐久极限的无限寿命设计,但并不能保证车轴结构在整个使用寿命期的安全,对车轴钢材料的疲劳性能进行分析具有重要意义。车轴的寿命预测方法常在宏观尺度上,目前没有突破性进展。所以将材料学领域常用晶体塑性有限元法应用到车轴钢材料上,可以为车轴钢材料的疲劳研究提供新的方法,对其微观特性也会有更深一步的研究。本文先对LZ50车轴钢进行试验分析,得到仿真计算所需的关键数据;随后使用能够反映材料本构关系的用户材料子程序;并通过对比分析得出适用于LZ50车轴钢寿命预测的晶体塑性有限元建模方法;将模型仿真计算结果与能量法预测材料寿命的公式相结合在微观尺度上预测LZ50车轴钢材料的寿命;最后在同一工况下使用传统疲劳寿命预测方法在宏观尺度上对车轴钢材料进行寿命预测;并与微观尺度上的计算结果进行对比。主要的结论如下:(1)通过材料拉伸试验,得到材料的抗拉强度为753MPa,屈服强度为428MPa。并得到材料的应力应变...

【文章页数】：65 页

【学位级别】：硕士

本文编号：3878567