高锰钢铁路辙叉应力状态有限元分析

特殊钢 ›› 2007, Vol. 28 ›› Issue (2): 44-46.

高锰钢铁路辙叉应力状态有限元分析

王为波, 赵朋成, 张敏, 马伯江，李镇江，赵程，侯俊英

1青岛科技大学机电学院，青岛266061;
2西安理工大学材料学院，西安710048

收稿日期:2006-09-06 出版日期:2007-04-01 发布日期:2023-03-10
作者简介:王为波(1976-),男，硕士，讲师，2006年西安理工大学毕业，金属材料失效分析和新材料开发。
基金资助:
教育部国家重点实验室高等访问学者基金项目(编号：200101)

Finite Element Analysis on Stress Conditions of High Manganese Steel Railway Frog

Wang Weibo, Zhao Pengcheng, Zhang Min, Ma Bojiang, Li Zhenjiang, Zhao Cheng，Hou Junying'

1 College of Electro-mechanical Engineering, Qingdao University of Science and Technology, Qingdao 266061;
2 College of Materials, Xi'an University of Science and Engineering, Xi'an 710048

Received:2006-09-06 Published:2007-04-01 Online:2023-03-10

摘要/Abstract

摘要： 高锰钢(1．14％C、12．72％Mn)在使用过程中受到复杂的交变冲击载荷作用,表面出现剥落掉块现象而提前失效。用ANSYS 8．0软件对辙叉内部应力状态进行了有限元分析,得出辙叉表面垂直方向最大应力达5 381 MPa,水平方向应力2 450 MPa,硬化层深度15 mm;剪应力700 MPa,作用深度1．5 mm,剪应力加速铁路辙叉表面剥落。通过高锰钢微合金化,可细化晶粒提高材料韧性,延长辙叉使用寿命。

关键词: 高锰钢,铁路辙叉, 剥落应力状态, 有限元分析

Abstract: Due to complex and alternative impact load action during service the flaking and spalling occurred at sur- face of high manganese steel 1. 14C- 12.72Mn led to failure ahead of service time. With finite element analysis on internal stress conditions of railway frog by software ANSYS 8.0 it was obtained that maximum vertical stress at surface of frog was up to 5381 MPa while horizontal stress was 2450 MPa with hardened layer depth 15 mm; and shearing stress was 700 MPa with depth 1.5 mm which accelerated the surface flaking and spalling of railway frog. Microalloying of high manganese steel is available to fine grain and increase toughness of materials to prolong the service life of frog.

王为波, 赵朋成, 张敏, 马伯江, 李镇江, 赵程, 侯俊英. 高锰钢铁路辙叉应力状态有限元分析[J]. 特殊钢, 2007, 28(2): 44-46.

Wang Weibo, Zhao Pengcheng, Zhang Min, Ma Bojiang, Li Zhenjiang, Zhao Cheng, Hou Junying. Finite Element Analysis on Stress Conditions of High Manganese Steel Railway Frog[J]. Special Steel, 2007, 28(2): 44-46.

[1]	刘升, 张振兴, 龚娜, 洪玫, 商贵芳, 金巧. 热轧U型钢板桩精轧过程金属流动行为的有限元分析[J]. 特殊钢, 2013, 34(5): 1-4.
[2]	陈艳霞, 周雄. 165 mm×165 mm方坯连铸结晶器安全性的数值模拟分析[J]. 特殊钢, 2010, 31(5): 11-13.
[3]	胡汉辉, 谭青, 张丽娜. Consteel电弧炉送料水冷拖板流速和温度场的有限元分析[J]. 特殊钢, 2007, 28(6): 10-12.
[4]	陈红卫, 闫志波, 刘瑞宁, 苏兰. GCH5轴承钢轧件内部应力的有限元分析[J]. 特殊钢, 2007, 28(4): 18-20.
[5]	赵宝禄, 陆建生, 宋鹏, 张德丰, 宋群玲, 宁德宇, 杨豪. 辊径比对带钢轧制平直度影响的有限元模拟分析[J]. 特殊钢, 2007, 28(4): 27-29.
[6]	程满, 洪慧平, 王莉, 康永林, 金永春. 20CrMnTiH圆钢精轧后控冷过程温度场有限元分析[J]. 特殊钢, 2007, 28(3): 1-3.
[7]	杨治立, 朱光俊, 常长志. 钢包稳态温度场的有限元模拟[J]. 特殊钢, 2007, 28(3): 41-43.
[8]	洪慧平, 程满, 康永林, 冯长桃, 陈溪强. Φ200mm H11芯棒钢热连轧过程张力影响因素的有限元分析[J]. 特殊钢, 2006, 27(3): 5-7.