EA1N车轴材质高周疲劳性能研究
《2024年铝合金车轮双轴疲劳试验数值模拟研究》范文
《铝合金车轮双轴疲劳试验数值模拟研究》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，铝合金车轮因其轻量化、高强度、耐腐蚀等优点，正逐渐成为汽车制造行业的主流选择。
然而，在车辆行驶过程中，车轮所承受的复杂应力环境，特别是双轴疲劳状态下的性能表现，对车轮的安全性和可靠性有着至关重要的影响。
因此，本文通过数值模拟方法对铝合金车轮双轴疲劳试验进行了深入研究。
二、研究目的与意义本研究的目的是通过数值模拟的方法，探究铝合金车轮在双轴疲劳试验中的应力分布、疲劳寿命以及失效模式。
此项研究的意义在于为铝合金车轮的设计、制造及性能评估提供理论依据，同时为提高车轮的安全性和可靠性提供技术支持。
三、数值模拟方法与模型建立1. 数值模拟方法本研究采用有限元分析方法，通过建立车轮的三维模型，模拟双轴疲劳试验过程，分析车轮的应力分布、变形及疲劳寿命。
2. 模型建立在建立模型时，需充分考虑车轮的材料属性、几何尺寸、约束条件等因素。
通过合理的假设和简化，建立出符合实际工况的车轮模型。
四、双轴疲劳试验数值模拟过程1. 材料属性定义根据铝合金的材料特性，定义模型的弹性模量、屈服极限、泊松比等材料属性。
2. 网格划分与边界条件设定对模型进行网格划分，设定边界条件，如约束、载荷等。
同时，根据实际工况，设定双轴疲劳试验的循环次数、加载速度等参数。
3. 数值模拟计算在设定好所有参数后，进行数值模拟计算。
通过迭代求解，得到车轮在双轴疲劳试验中的应力分布、变形及疲劳寿命。
五、结果分析1. 应力分布分析通过对数值模拟结果的分析，可以得到车轮在不同循环次数下的应力分布情况。
从整体上看，应力主要集中在车轮的轮辐和轮辋连接处，以及轮辋的边缘。
2. 疲劳寿命分析通过对比不同位置的车轮材料在双轴疲劳试验中的应力-寿命曲线，可以得出车轮的疲劳寿命。
此外，还可以通过观察车轮的变形情况，进一步评估其性能表现。
3. 失效模式分析通过对模拟结果的深入分析，可以得出车轮在不同循环次数下的失效模式。
高铁用进口EA4T钢车轴的组织和力学性能
高铁用进口EA4T钢车轴的组织和力学性能
冉旭;姜明坤;韩英
【期刊名称】《机械工程材料》
【年(卷),期】2019(43)8
【摘要】研究了高铁用进口EA4T钢车轴的显微组织和力学性能,分析了组织和力学性能的均匀性。
结果表明:车轴中存在CaS、Al2O3及少量硅酸盐等非金属夹杂物,沿表面至心部夹杂物的数量增多;车轴不同位置的显微组织均为回火马氏体、贝氏体和少量先共析铁素体,自表面向心部先共析铁素体的尺寸增大、数量增多,组织不均匀;车轴的拉伸性能和硬度均满足标准要求,但心部因先共析铁素体含量较多,抗拉强度明显较低;车轴纵向存在带状组织,因此其横向冲击韧性较差;车轴试样的拉伸断口存在较多小而深的韧窝,说明其塑性良好,断裂方式为韧性断裂,而冲击断口存在明显的河流花样和韧窝,断裂方式为脆韧混合断裂。
【总页数】6页(P41-45)
【作者】冉旭;姜明坤;韩英
【作者单位】长春工业大学材料科学与工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG142
【相关文献】
1.不同成分EA4T车轴钢的高周疲劳性能
2.淬、回火参数对250 mm×250 mm EA4T高速动车轴用钢组织和性能的影响
3.高铁用EA4T车轴钢热变形行为及变形
抗力模型的试验研究4.高铁车轴用结构钢的热处理和力学性能5.激光熔覆修复EA4T车轴钢显微组织和强度评价
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旋转弯曲和超声波循环加载高周疲劳性能对比分析
旋转弯曲和超声波循环加载高周疲劳性能对比分析
刘璐;王生楠;马一凡
【期刊名称】《航空材料学报》
【年(卷),期】2024(44)3
【摘要】通过旋转弯曲(频率52.5 Hz,10~3~10~8周次)和超声波(频率20 kHz,5×10~4~10~9周次)轴向循环载荷疲劳实验,研究不同应力比(R)、加载方式和夹杂物对CL60钢高周、超高周疲劳性能的影响。
结果表明:所有S-N曲线均呈现水平渐进趋势,并具有明确的疲劳极限;应力比R=-1情况下,通过超声波实验获得的疲劳强度(260~270MPa)比旋转弯曲获得的疲劳强度(400~410 MPa)低
140~150 MPa,并且应力比R=0.3的超声波疲劳极限值在195~205 MPa的范围内;旋转弯曲疲劳实验的疲劳裂纹起源于试件的表面,超声波疲劳实验的表面和内部均有裂纹萌生,且裂纹均在MnS夹杂物附近产生,与应力比大小无关。
采用有限元方法研究了MnS夹杂物对裂纹萌生和扩展的影响,椭圆MnS夹杂物的侧面相较于尖端位置应力集中水平更高,导致裂纹从夹杂物侧面萌生。
【总页数】9页(P142-150)
【作者】刘璐;王生楠;马一凡
【作者单位】西北工业大学航空学院;西安航空学院飞行器学院
【正文语种】中文
【中图分类】V216.3;TB3
【相关文献】
1.10CrNiMo结构钢悬臂弯曲加载低周疲劳表面裂纹的扩展特性
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《高强铝合金超高周疲劳特征研究》范文
《高强铝合金超高周疲劳特征研究》篇一一、引言随着现代工业技术的快速发展，高强铝合金因其优异的力学性能和良好的加工性能，在航空、航天、汽车、轨道交通等领域得到了广泛应用。
然而，这些构件在使用过程中常常需要承受超高周次的疲劳载荷，因此，对高强铝合金的超高周疲劳特征进行研究，对于提高构件的疲劳性能和延长使用寿命具有重要意义。
二、高强铝合金概述高强铝合金具有较高的强度、良好的塑性和耐腐蚀性，广泛应用于各种工程领域。
其优越的力学性能主要源于其独特的微观组织和晶体结构。
然而，高强铝合金在承受长期、高周次的疲劳载荷时，其性能会受到显著影响。
因此，对高强铝合金的超高周疲劳特征进行研究显得尤为重要。
三、超高周疲劳特征研究1. 试验方法本研究采用先进的疲劳试验机对高强铝合金进行超高周次的疲劳试验。
试验过程中，记录了应力-时间曲线、应力-应变曲线等数据，并观察了试样在疲劳过程中的表面形貌变化。
2. 疲劳性能分析通过对试验数据的分析，我们发现高强铝合金在超高周次疲劳过程中表现出以下特征：（1）应力-时间曲线和应力-应变曲线呈现出明显的非线性特征，表明材料在疲劳过程中发生了显著的塑性变形。
（2）随着疲劳周次的增加，试样表面出现微裂纹，并逐渐扩展，最终导致试样断裂。
这些微裂纹的扩展速率和方向受材料内部微观组织的影响。
（3）高强铝合金的疲劳极限随试验条件的变化而变化。
在一定的应力水平下，存在一个临界周次，超过该周次后，材料的疲劳性能将显著下降。
3. 影响因素分析高强铝合金的超高周疲劳性能受多种因素影响，包括合金成分、微观组织、应力水平、环境条件等。
其中，合金成分和微观组织是影响材料疲劳性能的主要因素。
通过优化合金成分和改善微观组织，可以提高高强铝合金的疲劳性能。
此外，环境条件如温度、湿度等也会对材料的疲劳性能产生影响。
四、结论通过对高强铝合金进行超高周疲劳特征的研究，我们得出以下结论：（1）高强铝合金在超高周次疲劳过程中表现出明显的非线性特征，随着疲劳周次的增加，试样表面出现微裂纹并逐渐扩展。
《高强铝合金超高周疲劳特征研究》
《高强铝合金超高周疲劳特征研究》一、引言随着现代工业的快速发展，高强铝合金因其轻质、高强度、耐腐蚀等优点，在航空、航天、汽车、轨道交通等领域得到了广泛应用。
然而，在这些应用中，材料常常需要承受极高的循环载荷，导致其面临严重的疲劳问题。
尤其是超高周疲劳，其研究对于提高材料的使用寿命和可靠性具有重要意义。
本文旨在研究高强铝合金的超高周疲劳特征，为相关领域的应用提供理论依据。
二、材料与方法1. 材料选择本研究所选用的高强铝合金具有优异的力学性能和耐腐蚀性能，适用于高负荷和恶劣环境下的应用。
2. 试验方法采用先进的疲劳试验机对高强铝合金进行超高周疲劳试验，通过改变载荷、频率、温度等条件，研究材料的疲劳性能。
同时，利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）等手段，观察材料的微观结构和疲劳损伤过程。
三、结果与分析1. 高强铝合金的超高周疲劳性能通过疲劳试验，我们发现高强铝合金具有较高的疲劳极限和长寿命区域。
在一定的载荷和频率条件下，材料能够承受数百万次甚至更高的循环载荷而不发生明显损伤。
这表明高强铝合金具有优异的耐久性和可靠性。
2. 微观结构与疲劳损伤过程利用SEM和TEM观察发现，高强铝合金在疲劳过程中，微观结构发生变化，出现滑移带、孪晶等亚结构。
随着循环次数的增加，这些亚结构逐渐扩展、连接，形成裂纹。
裂纹扩展过程中，材料表面出现明显的塑性变形和氧化现象。
这些现象与材料的疲劳性能密切相关。
3. 影响因素分析我们发现，载荷、频率、温度等条件对高强铝合金的超高周疲劳性能具有显著影响。
随着载荷的增加，材料的疲劳寿命减小；频率的提高有利于提高材料的疲劳性能；而温度的变化则会影响材料的力学性能和微观结构，从而影响其疲劳性能。
四、讨论本研究表明，高强铝合金具有优异的超高周疲劳性能，这与其微观结构和力学性能密切相关。
在实际应用中，我们可以通过优化材料的成分、制备工艺和热处理制度等手段，进一步提高其疲劳性能。
高性能合金的疲劳强度研究
高性能合金的疲劳强度研究哎呀，说起高性能合金的疲劳强度研究，这可真是个有意思的话题。
高性能合金在我们生活中的应用那可太广泛啦，从飞机的发动机到汽车的零部件，哪儿都有它们的身影。
你想想，一架飞机在天上飞，那发动机里的高性能合金零件得承受多大的压力和疲劳啊。
就拿我之前去一家工厂参观的经历来说吧。
那是一家专门生产汽车零部件的工厂，我在里面看到了各种加工设备在轰鸣运转。
其中有个生产高性能合金传动轴的车间，那场面真是让我印象深刻。
工人们穿着整齐的工作服，在流水线上忙碌着。
那些刚出炉的高性能合金传动轴还散发着热气，表面闪着金属特有的光泽。
我好奇地凑近去看，发现这些传动轴的表面有着非常精细的纹理和结构。
我就问旁边的工程师，这些传动轴为啥要做成这样。
工程师笑着跟我说：“这可关系到它们的疲劳强度啊！”他接着解释说，高性能合金的疲劳强度可不是个简单的事儿。
比如说，合金的成分就特别关键。
如果里面某种元素多一点或者少一点，疲劳强度可能就会大打折扣。
就像做菜，盐放多了或者放少了，味道都会不对劲。
而且啊，加工工艺也起着至关重要的作用。
要是锻造的时候温度没控制好，或者后续的热处理不恰当，那这合金的内部结构就会出问题，疲劳强度自然就上不去。
还有啊，环境因素对高性能合金的疲劳强度影响也很大。
在潮湿的环境里，合金容易生锈，这会降低它的疲劳寿命；在高温或者低温的极端条件下，合金的性能也会发生变化。
为了研究高性能合金的疲劳强度，科学家们可真是绞尽了脑汁。
他们要做各种各样的实验，不停地测试、分析数据。
有时候，一个小小的改进，都可能要经过无数次的尝试和失败。
比如说，有一组科学家为了提高一种高性能合金的疲劳强度，尝试了改变合金的微观结构。
他们通过特殊的处理方法，让合金内部的晶粒变得更小更均匀。
这就好比把一堆大小不一的石头变成了一堆均匀的小石子，结构更稳定了，疲劳强度也就提高了。
还有的研究人员从表面处理入手。
他们在合金表面镀上一层特殊的涂层，就像给它穿上了一层防护服，能有效地抵抗外界的侵蚀和磨损，从而提高疲劳强度。
《2024年铝合金车轮双轴疲劳试验数值模拟研究》范文
《铝合金车轮双轴疲劳试验数值模拟研究》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，铝合金车轮因其轻量化、耐腐蚀性及高强度等优点得到了广泛的应用。
为了评估铝合金车轮在长期使用中的可靠性和耐久性，双轴疲劳试验成为了关键性的检测手段。
然而，传统试验方法存在成本高、周期长等问题。
因此，本文提出了一种铝合金车轮双轴疲劳试验的数值模拟研究方法，旨在为实际试验提供理论依据和优化方向。
二、研究背景及意义铝合金车轮因其优异的性能在汽车行业中得到了广泛应用。
然而，在长期使用过程中，车轮可能会受到各种复杂应力的作用，导致疲劳损伤。
双轴疲劳试验是评估车轮疲劳性能的重要手段，但传统试验方法存在诸多不足。
因此，开展铝合金车轮双轴疲劳试验的数值模拟研究具有重要的理论意义和实际应用价值。
三、数值模拟方法及模型建立1. 数值模拟方法本研究采用有限元法进行数值模拟。
有限元法通过将连续体离散成有限个单元，对每个单元进行分析，从而得到整个结构的近似解。
该方法在处理复杂问题时具有较高的精度和效率。
2. 模型建立在建立铝合金车轮双轴疲劳试验的数值模型时，需要考虑车轮的几何形状、材料属性、边界条件等因素。
首先，根据实际车轮的几何形状建立三维模型；其次，赋予模型正确的材料属性，包括弹性模量、泊松比、屈服强度等；最后，设置边界条件，包括加载方式、约束条件等。
四、双轴疲劳试验过程模拟1. 加载方式在双轴疲劳试验中，车轮受到复杂的应力作用。
因此，在数值模拟中需要设置合理的加载方式，以模拟实际试验中的应力状态。
本研究采用循环加载方式，通过设置不同的循环次数和应力水平来模拟不同工况下的车轮疲劳性能。
2. 疲劳损伤分析在双轴疲劳试验过程中，车轮会受到循环应力的作用，导致疲劳损伤。
为了评估车轮的疲劳性能，需要对损伤进行定量分析。
本研究采用基于应变-寿命曲线的疲劳损伤分析方法，通过计算各部位的应变能量密度来评估车轮的疲劳性能。
五、结果与讨论1. 结果展示通过数值模拟，我们得到了铝合金车轮在双轴疲劳试验过程中的应力分布、应变能量密度等关键数据。
40Cr、50车轴钢超高周疲劳性能研究及疲劳断裂机理探讨
40Cr、50车轴钢超高周疲劳性能研究及疲劳断裂机理探讨在现代工业机械设备中，许多零部件在低应力超长寿命条件下工作，服役期内需要承受循环载荷的作用达到10<sup>9</sup>～10<sup>10</sup>循环周次。
目前通用的疲劳强度设计规范和寿命预测模型一般都建立在10<sup>7</sup>（或10<sup>8</sup>）循环周次以下的疲劳试验数据基础上。
为提高超长寿命条件下工作的零部件强度设计的可靠性和精确性，保障结构运行的安全，有关材料在10<sup>7</sup>循环周次以上的疲劳性能和疲劳破坏行为的研究已引起工程界的高度重视。
用现有的常规疲劳试验方法完成10<sup>7</sup>～10<sup>10</sup>超高周次范围内疲劳试验要耗费大量的时间和费用，为此，本文对一种加速疲劳试验技术（超声疲劳试验技术）进行了开发研究，在对称拉压超声疲劳试验装置基础上，开发研制了非对称拉压超声疲劳试验装置和三点弯曲超声疲劳试验装置，分析了影响超声疲劳试验过程和试验精度的因素，这些研究成果对超声疲劳试验技术的推广应用和试验的标准化、规范化工作具有指导意义。
在超声疲劳试验技术研究和开发的基础上，本文采用超声疲劳试验方法，结合扫描电镜断口微观分析，对40Cr钢和50车轴钢光滑试样和缺口试样在超高周疲劳范围内的疲劳性能和疲劳断裂机制进行了研究，获得了以下研究成果：对40Cr钢和50车轴钢光滑试样和缺口试样在10<sup>5</sup>～10<sup>10</sup>循环周次范围内的S-N曲线测定结果显示，调质热处理的40Cr钢在10<sup>5</sup>～10<sup>10</sup>循环周次范围内的S-N曲线呈现“连续下降型”特征，在10<sup>7</sup>循环周次附近不存在传统概念上的水平平台，在超过10<sup>7</sup>循环周次后，试样仍然发生疲劳断裂。
《2024年铝合金车轮双轴疲劳试验数值模拟研究》范文
《铝合金车轮双轴疲劳试验数值模拟研究》篇一一、引言随着汽车工业的快速发展，铝合金车轮因其轻量化、高强度、耐腐蚀等优点，正逐渐成为汽车制造行业的主流选择。
然而，在车辆使用过程中，车轮需承受来自双轴的复杂应力与疲劳载荷，因此对铝合金车轮的疲劳性能进行准确评估显得尤为重要。
本文将通过数值模拟的方法，对铝合金车轮双轴疲劳试验进行研究，以期为车轮的设计与制造提供理论支持。
二、铝合金车轮材料与结构特性铝合金车轮因其轻量化、高强度等优点，在汽车制造领域得到广泛应用。
其材料特性包括良好的塑形、较低的密度以及较高的抗腐蚀性。
此外，铝合金车轮的结构设计也需考虑其承受双轴应力与疲劳载荷的能力。
因此，在模拟研究过程中，应充分了解并考虑铝合金车轮的材料与结构特性。
三、双轴疲劳试验数值模拟方法为了研究铝合金车轮的双轴疲劳性能，本文采用数值模拟的方法。
首先，建立铝合金车轮的三维有限元模型，并利用材料力学性能参数对模型进行校准。
其次，根据实际双轴疲劳试验的工况，设定模拟试验的边界条件与载荷。
最后，通过有限元分析软件进行数值模拟，得出铝合金车轮在双轴疲劳试验过程中的应力分布、变形及疲劳寿命等情况。
四、模拟结果分析通过对铝合金车轮双轴疲劳试验的数值模拟，我们得到了以下结果：1. 应力分布：在双轴疲劳试验过程中，铝合金车轮的应力分布呈现出明显的非均匀性。
其中，轮辐与轮盘连接处、轮盘边缘等部位的应力较大。
这些部位在长期承受双轴应力与疲劳载荷的过程中，容易出现裂纹、断裂等损伤。
2. 变形情况：在双轴疲劳试验过程中，铝合金车轮的变形主要表现为弹性变形和塑性变形。
其中，弹性变形在加载过程中可恢复，而塑性变形则会导致车轮永久性的形状变化。
在设计中应考虑这些变形对车轮性能的影响。
3. 疲劳寿命：通过数值模拟，我们可以得出铝合金车轮在不同工况下的疲劳寿命。
结果表明，铝合金车轮的疲劳寿命受多种因素影响，如材料性能、结构设计、载荷大小及频率等。
在实际设计和制造过程中，应综合考虑这些因素以提高车轮的疲劳寿命。
《2024年纳米贝氏体超高强度钢的高周疲劳》范文
《纳米贝氏体超高强度钢的高周疲劳》篇一一、引言随着现代工业的快速发展，对材料的高强度与高耐久性的需求愈发明显。
其中，纳米贝氏体超高强度钢因其出色的机械性能，在航空、汽车和制造等多个领域得到广泛应用。
高周疲劳是衡量材料耐用性和长期使用性能的重要指标之一，对于这种材料来说尤为重要。
因此，本篇论文旨在研究纳米贝氏体超高强度钢的高周疲劳性能，为其在实际应用中的可靠性提供理论支持。
二、纳米贝氏体超高强度钢的基本特性纳米贝氏体超高强度钢（Nano-bainite High-strength Steel, 简称NBHSS）是一种新型的钢材，具有较高的抗拉强度、优异的韧性和良好的抗疲劳性能。
其独特的微观结构，如纳米级的贝氏体组织，为其提供了优异的机械性能。
三、高周疲劳的基本原理与测试方法高周疲劳是指材料在周期性应力或应变作用下，经过一定次数循环后产生的疲劳破坏现象。
其测试方法主要包括应力控制法和应变控制法。
本论文主要采用应力控制法进行高周疲劳测试。
四、纳米贝氏体超高强度钢的高周疲劳性能研究（一）实验设计我们采用先进的疲劳试验机对纳米贝氏体超高强度钢进行高周疲劳测试。
在实验过程中，我们设定了不同的应力水平，以观察其对材料疲劳性能的影响。
同时，我们还对材料的微观结构进行了观察和分析，以了解其疲劳破坏的机理。
（二）实验结果1. 在不同应力水平下，纳米贝氏体超高强度钢表现出优异的抗疲劳性能。
在较高应力水平下，材料依然能够保持良好的稳定性，没有明显的断裂现象。
2. 通过对材料的微观结构进行观察，我们发现纳米贝氏体组织的存在有效地提高了材料的抗疲劳性能。
在疲劳过程中，材料的微观结构没有明显的破坏现象，说明其具有良好的抗疲劳损伤能力。
（三）结果分析我们认为纳米贝氏体超高强度钢的高周疲劳性能主要得益于其独特的微观结构和优异的力学性能。
纳米级的贝氏体组织为材料提供了良好的韧性和抗疲劳损伤能力，使其在高周疲劳过程中能够保持稳定的性能。
高强度钢超高周疲劳的研究进展
中 图分 类 号 ： ＴＧｌ １ ５
文献 标 识 码 ： Ａ
Ｄ Ｏ Ｉ ： １ ０ ． １ １ ８ ９ ６ ／ ｊ ． ｉ ｓ ｓ ｎ ． １ ０ ０ ５ — ０ ２ ３ Ｘ ２ ０ １ ５ ． ０ ７ ． ０ ２ ２
Ｒｅ ｓ ｅ ａ ｒ ｃ ｈ Ｐｒ ｏ ｇ ｒ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ Ｖｅ ｒ ｙ Ｈｉ ｇ ｈ Ｃｙ ｃ ｌ ｅ Ｆａ ｔ ｉ ｇ ｕ ｅ ｆ ｏ ｒ Ｈｉ ｇ ｈ Ｓ ｔ ｒ ｅ ｎ ｇ ｔ ｈ Ｓｔ ｅ ｅ ｌ ｓ
ＨＥ Ｂ ｏ ｌ ｉ ｎ，Ｗ ＥＩ Ｋａ ｎ ｇ
前 的研 究结果表 明， 高强钢材料在 １ Ｏ 周次 以上 的超 高周疲 劳阶段 内仍会 发 生疲 劳断裂 ， 不存在 传统 的疲 劳极 限。
因此 ， 研 究高强钢的超高周疲劳特 性不仅有 助于理 解疲劳机理 ， 而且 有利 于研 究材 料超 高周疲 劳设计 及寿命评 估方
法 。论 述 了 高强 钢 超 高周 疲 劳 研 究 的 背 景 和 意 义 ， 介 绍 了近 几 年 超 高周 疲 劳的 研 究成 果 ， 包括 Ｓ － Ｎ 曲线 的 特 征 、 裂 纹 萌 生特 征 和 扩 展 机 理 、 断 面上 鱼 眼 形貌 等 ， 并 给 出 了未 来 超 高 周 疲 劳 的研 究 方 向报 Ａ： 综 述篇
２ ０ １ ５ 年 ４月（ 上） 第２ ９ 卷 第 ４期
高 强度钢 超 高周 疲 劳 的研 究进 展
何柏林 ， 魏 康
（ 华东交通大学机 电工程学院 ， 南昌 ３ ３ ０ ０ １ ３ ）
摘 要 近年来 ， 高速 列 车 、 汽车、 航 天 器 中 的核 心 工 程 构 件 承 受 的 疲 劳循 环 已达 １ Ｏ ～１ Ｏ 周 次 甚 至 更 高 。 目
EA1N车轴材质高周疲劳性能研究
EA1N车轴材质高周疲劳性能研究摘要：对国产EA1N材质车轴疲劳性能进行研究，分别对不同含碳量的EA1N 车轴光滑小试样和缺口小试样进行高周旋转弯曲试验，进过107次旋转弯曲循环负载后，试样50%以上试样未有损伤或断裂。
含碳量较高的试样疲劳强度更高。
关键词：EA1N材质车轴疲劳缺口试样Study of Fatigue Behavior in the High-Cycle Regime in EA1N Axles SteelCUI Yong Liang，、XU Jun Sheng、LEI Jian Zhong（TAI YUAN HEA VY INDUSTRY CO.，LTD WHEEL&AXLE SUBCOMPLANY）abstract：Has studied the Fatigue Behavior fo EA1N Axles Steel in the High-Cycle Regime .EA1N axles of different carbon content of smooth specimens and notched specimens of high cycle rotating bending test，After 107 times of rotating bending cyclic load，the sample more than 50% specimens without injury or fracture. Higher carbon content of the sample higher fatigue strength.Key words：EA1N Axles、Fatigue Behavior、notched specimen序言车轴是机车车辆的关键行走部件之一，它的断裂将导致列车脱轨，由于机车车辆在不同的线路工况下行驶，装载条件时常发生变化，其负荷条件也时常发生变化，使得车轴承受着极为复杂的随机载荷，这些载荷主要是以交变载荷的形式存在，因此车轴是一个典型的疲劳件，常会发生疲劳破环，。
EA1N车轴疲劳裂纹的分析
EA1N车轴疲劳裂纹的分析#广告文/赵东波，冯锐，孙强·中车大同电力机车有限公司车轴是轨道交通机车车辆的关键零部件之一，其安全性直接关乎整车的安全。
因此，保证车轴具有优异的性能十分必要。
EA1N车轴钢是欧洲铁路车轴广泛应用的一种车轴材料，EN 13261-2003 也是目前世界上最先进的车轴标准之一，对车轴的化学成分及机械性能等都做了很高的要求。
我公司此次新开发车型的车轴即选用EA1N 材质。
车轴作为关键零部件，需进行一系列型式试验，其中就包括实物车轴疲劳试验。
而在进行此次疲劳试验时，车轴出现了裂纹并发生断裂。
针对该情况，有必要对其疲劳裂纹产生的原因进行探究分析，对于后期的疲劳试验以及生产工艺的改进至关重要。
鉴此，本文拟通过对其原材料、锻造过程、热处理过程、理化性能检验、机加工过程以及宏观断口逐个进行分析排查，来找出可能导致车轴产生疲劳裂纹的不良因素，进而对其进行改进。
材料及分析方法材料本次车轴所采用的材料为EA1N 车轴钢，由表1可知，该车轴钢的化学成分完全符合EN 13261 标准的要求。
表1 EA1N 钢的化学成分(wt%)分析方法对生产制造过程中的相关记录进行检查，包括锻造过程、热处理过程、机加工过程。
并从接近断口位置的部分进行取样，分别进行化学成分、低倍组织、力学性能、高倍组织的检验，取样位置为车轴横截面上的9 个位置，即相互垂直的两条直径线所在的外表层处、R/2 处，以及中心处，共计9 个点，如图1 所示。
最后对其宏观断口进行观察分析。
图1 取样位置示意图结果与分析锻造过程检查车轴的锻造记录，记录显示加热温度为1170℃，始锻温度为1150℃，终锻温度为850℃，锻后空冷。
锻造过程均满足工艺要求。
热处理过程检查车轴的热处理记录，记录显示正火加热温度为880℃，空冷。
热处理过程均满足工艺要求。
机加工过程检查车轴的机加工记录，并重新对数控程序坐标点进行核算，数控程序走刀轨迹没有问题。
高速动车组车轴的材料疲劳性能试验与评价
高速动车组车轴的材料疲劳性能试验与评价高速动车组是现代化铁路运输的重要组成部分，其安全运行是保障乘客出行安全的关键。
其中，车轴作为承载整个车体重量和传递牵引力的重要部件，其材料疲劳性能的试验与评价对车轴的设计和运行具有重要的意义。
车轴材料的疲劳性能试验是通过模拟车轴在运行过程中受到的交变载荷，以评价车轴材料承受交变载荷能力的试验。
疲劳试验的结果可用于评估车轴的寿命，并制定相应的维护保养计划。
本文将详细讨论车轴材料疲劳性能试验的内容与评价方法。
首先，车轴材料疲劳性能试验的基本内容包括载荷施加、试件准备、试验装置等方面。
载荷施加是模拟车轴在运行过程中受到的交变载荷，主要包括竖向载荷、横向载荷和纵向载荷。
试件准备是将需要进行试验的车轴材料制备成试件的过程，试件的几何形状和尺寸应符合相关规范要求。
试验装置是将试件安装在试验机上，通过加载机构施加载荷并记录应变、载荷等试验数据。
其次，车轴材料疲劳性能的评价方法主要包括疲劳寿命评价和疲劳裂纹扩展评价。
疲劳寿命评价是对车轴材料在一定加载条件下承载交变载荷时能够持续使用的时间进行评估。
通过疲劳试验，可以绘制出载荷与试验次数的曲线，通过对曲线的分析，可以得出疲劳寿命。
疲劳裂纹扩展评价是针对车轴在疲劳过程中可能出现的裂纹扩展情况进行评估。
通过对试验中产生的裂纹进行监测和分析，可以确定裂纹扩展的速率和方向，从而评估车轴材料的疲劳性能。
在进行车轴材料疲劳性能试验与评价时，还需要注意以下几个关键点。
首先，要确定合适的试验参数。
试验参数包括载荷幅值、频率、试验温度等，这些参数的选择应基于实际运行条件和材料特性等因素。
其次，要进行试验数据的采集与处理。
试验数据的采集需要使用高精度的传感器和数据采集系统，对采集到的数据进行分析和处理，以获得准确的试验结果。
最后，要进行试验结果的分析与评估。
对试验结果进行系统的分析，结合车轴设计要求和相关标准，进行评估和判定。
综上所述，高速动车组车轴材料的疲劳性能试验与评价对保障车辆运行安全和提高车轴寿命具有重要的意义。
三种汽轮机转子钢的高周疲劳性能
三种汽轮机转子钢的高周疲劳性能
王红涛;杜晋峰
【期刊名称】《机械工程材料》
【年(卷),期】2015(039)006
【摘要】针对符合转子制造技术规范的25Cr2MoVA钢、25Cr2Mo1VA钢和40Cr钢进行了高周疲劳试验,基于无疲劳极限半对数曲线模型拟合得到了三种钢的P-S-N曲线,并分析了疲劳断口形貌.结果表明:疲劳循环108周次时,25Cr2MoVA 钢、25Cr2Mo1VA钢和40Cr钢疲劳极限分别为465,455,460 MPa;随着应力降低,三种钢的疲劳寿命均持续增加,P-S-N曲线下降的趋势变缓,但未出现显著的水平平台;三种钢的疲劳裂纹均萌生于材料表面,裂纹扩展呈放射状,25Cr2MoVA钢和25Cr2Mo1VA钢瞬断区具有韧窝特征,它们的韧性优于40Cr钢的;在遭受次同步振荡时,25Cr2MoVA钢转子的安全可靠性最高.
【总页数】6页(P57-61,66)
【作者】王红涛;杜晋峰
【作者单位】太原理工大学环境科学与工程学院,太原030024;神华国华(北京)电力研究院有限公司,北京100025
【正文语种】中文
【中图分类】TG44
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5.核电汽轮机转子在低周疲劳与高周疲劳交互作用下裂纹扩展寿命的研究 [J], 史进渊
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一种新型高氮奥氏体不锈钢高周疲劳性能的研究
ｌａ ｉｇｇ ｏ ，ｈ ｅ ｔ ｅｏ ｕ ｓ－ｌ ｖ ｇ ｒ ｃｕ ｅｃ ｎ ｎ ｔｂ ｏ ｎ ａ ｉ ， ｕ ｎ ｉｔｎ ｕｓ ａ ｌ ｌｎ ｓａ ｄ ｆｔｇ ｅ ｏ ｄｎ ｒ ｗｓ ｔ ｅｆａｕｒ ｆｑ ａ ｉ ｅ ａ ｅｆａ ｔ ｒ ａ ｏ ｅｆｕ ｄ ｅ ｓｌ ｂ ｔｕ ｄｓｉｇ ｉｈ ｂ ｅｐａ ｅ ｎ ａｉｕ ｃａ ｙ
摘要
研 究 了一种新型 高氮奥 氏体 不锈钢在 室温条件下的 高周疲 劳性能 。对疲 劳性 能曲线进行 了拟合分析及
回归方程 方差分析 。结果表 明， 中值 寿命 的疲劳性能 曲线能 用指数 函数 ｅ 。 ０ 船 Ｎ一１ 表示。用 Ｓ Ｍ 进 行 了断 口 ’ ０“ Ｅ 观察， 分析结果显 示： 在低载荷的情况 下， 口上准解理 断裂的特征很 明显 ； 断 随着载荷 的增 大， 准解理 断裂的特征 逐渐
奥氏体不锈钢凭借其在 多种腐 蚀介质 中优 异的耐 蚀性能 、 良好的综合 力学性能和工艺性 能 ， 在众 多领域 中获得 了广泛 的
应 用［ 。然而用镍作 为合金 元素的奥 氏体不锈 钢不仅成 本昂 １ ］ 贵， 而且对人体器官存在过敏性 （ ￣０ ２ ） ］ Ｎｉ ． ［ 。因此人们研 究 ４ 用氮取代部分镍来稳定奥 氏体组织 ， 开发 了含氮 的奥 氏体 不锈 钢 。通 常认 为氮的加入导致 奥 氏体不锈 钢 的强 度提高 ， 点蚀 耐 性 能明显改善但塑性 变化不大 ［ 。一般认 为 ， 氏体 中氮 的含 ５ ］ 奥 量达到 ０ ４ 就可称为是高氮奥 氏体不锈钢 ［ 。本 文主要研 究 ． ６ ］ ２ Ｍｎ１Ｃｒ Ｎｉ ． ４ ４ －３ － － ４ Ｎ新型高氮奥 氏体 不锈钢在室温条件 下的 １ ０ 高周疲劳性能及其断裂机理 。
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正火工艺对EA1N车轴组织与性能的影响
正火工艺对EA1N车轴组织与性能的影响
余亚东;于文坛;史娜;姚三成;刘学华;邹强
【期刊名称】《金属加工（热加工）》
【年(卷),期】2024()6
【摘要】采用光学显微镜、力学性能测试,研究不同加热温度及保温时间对EA1N 车轴钢正火态显微组织与力学性能的影响,且采用黑匣子(耐热温度记录仪)测试生产过程车轴温度变化,开展工艺优化后生产试验验证。
结果表明:锻态EA1N车轴经正火后,显微组织细化,铁素体含量降低,而强度略微下降,塑性明显提高;正火在保温时间为60min,温度在830~890℃之间时,对EA1N车轴组织及性能的影响不大,晶粒度为8~9级,屈服强度和抗拉强度极差均<5MPa;选择在860℃正火,保温时间在0~120min之间时,对车轴的组织及性能的影响较小,均由细珠光体和铁素体组成,强度极差<8MPa;EA1N车轴热处理生产试验缩短正火保温时间甚至零保温后,各项性能指标均满足EN 13261:2020技术要求。
【总页数】6页(P35-40)
【作者】余亚东;于文坛;史娜;姚三成;刘学华;邹强
【作者单位】马鞍山钢铁股份有限公司技术中心
【正文语种】中文
【中图分类】TG1
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EA1N车轴材质高周疲劳性能研究
摘要：对国产EA1N材质车轴疲劳性能进行研究，分别对不同含碳量的EA1N 车轴光滑小试样和缺口小试样进行高周旋转弯曲试验，进过107次旋转弯曲循环负载后，试样50%以上试样未有损伤或断裂。
含碳量较高的试样疲劳强度更高。
关键词：EA1N材质车轴疲劳缺口试样
Study of Fatigue Behavior in the High-Cycle Regime in EA1N Axles Steel
CUI Yong Liang，、XU Jun Sheng、LEI Jian Zhong
（TAI YUAN HEA VY INDUSTRY CO.，LTD WHEEL&AXLE SUBCOMPLANY）
abstract：Has studied the Fatigue Behavior fo EA1N Axles Steel in the High-Cycle Regime .EA1N axles of different carbon content of smooth specimens and notched specimens of high cycle rotating bending test，After 107 times of rotating bending cyclic load，the sample more than 50% specimens without injury or fracture. Higher carbon content of the sample higher fatigue strength.
Key words：EA1N Axles、Fatigue Behavior、notched specimen
序言
车轴是机车车辆的关键行走部件之一，它的断裂将导致列车脱轨，由于机车车辆在不同的线路工况下行驶，装载条件时常发生变化，其负荷条件也时常发生变化，使得车轴承受着极为复杂的随机载荷，这些载荷主要是以交变载荷的形式存在，因此车轴是一个典型的疲劳件，常会发生疲劳破环，。
随着机车车辆高速重载的发展，对车轴材质的抗疲劳性能研究是至关重要的。
EA1N材质是欧洲铁路车轴广泛应用的一种车轴材质。
EN13261是世界上最先进的车轴标准之一，不仅对车轴的机械性能、化学成分等做了要求，而且对车轴材质疲劳性能做了要求，本文就不同含碳量国产EA1N材质车轴疲劳性能做了试验研究。
为国产EN1N 材质车轴可靠性评价做了试验基础。
1.试样制备
试验材料选用太原钢铁集团有限公司EA1N材质轧制方坯，由太重轮轴分公司生产的车轴。
试样轴T1和T2化学成分符合见表1，车轴轮座1/2R处性能见表2
表1 EA1N车轴材质化学成分
表2 EA1N车轴轮座1/2R机械性能
2.试验方法
由于车轴服役所受载荷为旋转弯曲载荷，分别在车轴轮座截面φ153圆上取15个光滑旋转弯曲试样和15个旋转弯曲试样。
如图（1）所示。
车轴疲劳是高周疲劳根据标准要求车轴钢应满足107次循环负载的光滑试样疲劳极限值及缺口试样疲劳极限值。
因此本实验研究了车轴钢在1千万周次的疲劳强度极限。
3.试验过程与数据分析
T1和T2车轴光滑试样的疲劳强度高于标准要求的250MPa，光滑疲劳强度与拉伸强度的比值都接近0.45，这与材料的拉伸强度低于1400MPa时，光滑疲劳强度与拉伸强度成0.5左右的比例关系相符合，而缺口疲劳强度都高于标准要求的170MPa。
T2试样的光滑试样及缺口试样疲劳强度高于T1，。
从疲劳数据可以看出，缺口试样的分散性比较大，缺口敏感系数q都低于标准规定数值1.47。
4.结论
通过光滑试样、缺口试样旋转弯曲疲劳试验，测出国产EA1N材质车轴小试样疲劳强度，试验证明国产EA1N材质车轴一次正火热处理后疲劳性能优越，均高于欧标EN13261要求，含碳量较高的EA1N材质抗疲劳性能更好。
参考文献：
[1].赵文礼，李忠学，赵邦华.客车随机响应计算与车轴疲劳寿命预测[J]，铁道学报，1998，20（4）：120一125.
[2].Wirshing PHetal.Fatigue under wide band random stress.StruetEng ASME1980，V ol.106.。