50at尖轨跟端模锻成形过程数值模拟及工艺分析

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1、摘要摘要随着铁路运输向高速重载发展，钢轨也逐渐换成重轨，相应的道岔的尖轨已采用特种断面钢轨(简称AT型尖轨)来制作，材料则选用U75V钢，它为提高线路质量提供了一种刚度大、耐磨性好、安全、寿命长的线路配件。由于AT型尖轨跟端模锻成形工艺复杂，其可行性、稳定性、成形质量、材料利用率以及如何提高模具使用寿命，都是在制定AT型尖轨跟端成形工艺所必须重点考虑的。本文基于某道岔车间的生产条件，首先采用Gleeble-1500热模拟实验机，测定了U75V钢在高温热压缩状态下的流动应力，研究了变形参数(变形温度、应变速率、变形程度等)对U75V钢流动应力的影

2、响。确定了金属塑性流动应力的数学模型，对其数学模型进行回归，证明此模型具有良好的曲线拟合特性，可以做为工艺计算和数值模拟的依据。建立了DEFORM数值模拟材料模型，为AT型尖轨跟端模锻成形工艺，选择最佳的热变形参数提供参考依据。在三维造型软件Pro／ENGINEERWildfire(Pro／E)的CAD平台下，进行了AT型尖轨跟端模锻成形各工步的模具设计。针对AT型尖轨跟端模锻成形过程的几个关键技术问题，短腿增长、轨腰长高、过渡段成形等，利用有限元数值模拟软件DEFORM一3D对其成形过程进行数值模拟。全面分析了AT型尖轨跟端模锻成形过程中金属

3、的流动规律、应力应变分布、温度场分布，随后通过一系列模拟，分析了摩擦系数对最大成形载荷、模具表面最高温度的影响，并通过多项式的最小二乘法拟合得到了它们之间的影响规律。通过本课题的研究，将模锻工艺、数值模拟仿真技术及模具CAD技术结合起来，达到了缩短产品开发周期、提高模具寿命、降低成本等目的。本课题的研究成果对AT型尖轨的生产以及相关的模具设计提供依据，并可用于指导生产。关键词：AT型尖轨；模锻；U75V钢；Gleeble一1500=数值模拟；大连交通大学_[学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentofhigh—spee

4、dheavy-dutyrailtransportation，railisgradually，replacedbyheavyrail．Thecorrespondingpointofthetiprailhasbeenproducedbyspecialsectionofrail；materialsareselectedU75Vsteel，itprovidesalargestiffness，goodweal"resistance，security，andlife·longlinesaccessoriestoimprovethequalityofline

5、s．AT-typeorbitduetoasharpendwiththecomplexityofforgingformingprocess，thefeasibility，stability，formingquality，materialsutilization，as·wellashowtoimprovetheMoldlifeispointedinthedevelopmentofAT—typesiderailformingprocesswiththekeypointsofconsiderationnecessary．Thisarticlebased

6、ontheproductionconditionsoftheworkshop，thefirstUSeofGleeble-1500，thermalsimulationtestingmachinetomeasure，theU75vsteelathightemperatureunderhotcompressionoftheflowstresstostudythedeformationparameters(deformationtemperature，strainrate，deformation’etc．)on．theflowstressofsteel

7、U75V·impact．Determinetheflowstress．ofmetal—plasticmathematical．model，itsmathematical。regressionmodet；itprovesthatthismodelhasa．goodcurvefitthagcharacteristics，computingandtechnology．canbeusedasthe‘basisfornumericalsimulation．’DEFORMestablishallnumericalsimulationofmaterialmo

8、delsforAT·type：orbit．。with’thesharpendofforgingformingprocess，choosethebest