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《重庆大学》 2005年
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铁路货车转向架支撑座铸改锻工艺研究

王梦寒  
【摘要】:支撑座是铁路货车转向架上的关键及重要部件,其产品质量和性能对铁路货车提速、重载有着重要影响。支撑座产品目前在世界上广泛采用铸造工艺成形。 近年来,随着铁路运输对重载、高速要求的提高,对关键部件支撑座的性能要求也在提高,铸钢支撑座产品存在的固有缺陷(铸钢件本身的机械性能、疲劳韧性、抗冲击性能都不高,铸件产品无法避免地存在气孔、缩松、夹杂、裂纹等)对铁路高速安全运行已构成威胁。提高支撑座产品的综合机械性能是中国铁道部为解决铁路运输所面临的重大改革和结构性调整,实施重载、提速、安全的发展技术,提高运输效益和效率的需要解决的重大课题。 为确保铁路货车提速后运行的安全性和可靠性,论文创造性地提出了对支撑座进行铸改锻的工艺方案,以提高其综合机械性能。由于原铸钢支撑座产品形状复杂,精铸的支撑座产品存在高筋、薄壁的结构,给支撑座铸改锻带来加大困难。为了缩短锻钢支撑座新产品的开发周期,降低新产品开发成本,论文采用数值仿真技术对支撑座进行产品结构改进和成形工艺优化。本文的主要研究内容和结构如下: 在对结构有限元分析中的关键技术问题进行深入研究的基础上,利用通用有限元分析软件ANSYS,首次对铁路车用转8AG 支撑座进行了结构力学分析,分别得出了铸钢(材料为ZG25Mn Ni)支撑座零件和锻钢(材料为Q235D)支撑座零件在工作负荷作用下的应力、应变分布,通过有限元软件ANSYS 分析计算,优化了锻钢支撑座的结构及形状尺寸,对转8AG 锻钢支撑座零件结构进行了改进,有效地提高该零件的安全系数,为工艺设计提供了技术依据,并以此指导其它同类锻钢支撑座零件的结构改进。 在对转8AG 支撑座锻造过程三维刚塑性/刚粘塑性有限元模拟分析中关键技术问题进行深入研究的基础上,利用塑性成形模拟软件DEFORM-3D,首次对转8AG 支撑座锻造过程进行了模拟,分析了坯料在成形过程中的金属流动规律及力学量场分布情况,对数值模拟中的一些关键技术问题进行处理。通过对支撑座锻造成形过程的不同工艺方案进行数值模拟,优化了支撑座的锻造成形工艺方案。首次采用并实现了一模两件,左、右支撑座合二为一的锻造新工艺及新方法。 以转8AG 支撑座为研究对象,采用改进后的支撑座结构和优化的锻造工艺方案对锻钢支撑座进行了生产试制,试制结果表明:采用一模二件锻造工艺成形支撑座,工艺可行、支撑座锻造工艺方案与模具设计合理,支撑座产品性能稳定可靠,并推广应用到其它同类转K2、转8G 等型号的锻钢支撑座的开发制造。
【学位授予单位】:重庆大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2005
【分类号】:U272

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