Введение
1. Анализ состояния вопроса и задачи исследования 10
1.1. Анализ данных по повреждаемости колес вагонов 10
1.2. Анализ технологического процесса изготовления и требований к термической обработке колес вагонов 21
1.3. Анализ способов восстановления наплавкой колес вагонов.... 25
1.4. Анализ методов расчетной и экспериментальной оценки тепловых процессов и структурных превращений при различных технологических воздействиях 36
1.5. Выводы по главе 1. Цели и задачи исследования 47
2. Разработка методики компьютерного моделирования тепловых процессов и структурных превращений в колесах вагонов при восстановлении наплавкой и сопутствующих процессах 50
2.1. Разработка методики расчетной оценки кинетики тепловых процессов 50
2.2. Применение основных положений метода конечных элементов для анализа кинетики тепловых процессов в ЦКК при технологических воздействиях, с учетом теплоты структурных превращений на основе решения нелинейной нестационарной задачи теплопроводности , 60
2.2.1. Стационарный перенос теплоты 60
2.2.2. Нестационарный перенос теплоты 65
2.2.3. Типы конечных элементов, примененных для разработки программного комплекса 68
2.2.4. Численное интегрирование и преобразование координат. 75
2.2.5. Осесимметричная задача переноса теплоты 77
2.3. Разработка методики конечно-элементного анализа тепловых процессов и структурообразования при восстановлении ЦКК
многопроходной наплавкой на основе использования серии диаграмм
анизотермического распада аусгенита колесной стали марки 2 79
2.4. Разработка алгоритма и программного обеспечения для компьютерного моделирования тепловых процессов и структурообразования в колесах вагонов при изготовлении и ремонте..,. 106
2.4. L Выбор и обоснование основных принципов построения программного обеспечения. Характеристика архитектуры комплекса 106
2.4.2. Верификация методического и программного обеспечения 117
2.5. Выводы по главе 2 124
3. Расчетный и экспериментальный анализ кинетики тепловых процессов и структурообразования при различных технологических воздействиях на колеса вагонов 126
3.1. Разработка конечно-элементных моделей колеса вагона с учетом изменения геометрии при эксплуатационном изнашивании 126
3.2. Анализ и формирование граничных условий для оценки кинетики тепловых процессов и структурных превращений в колесах вагонов 133
3.3. Компьютерное моделирование кинетики тепловых процессов и структурных превращений при тепловом воздействии, связанном с восстановлением наплавкой 145
3.3.1, Оценка кинетики тепловых процессов при подогреве ЦКК перед наплавкой с различной толщиной обода 145
3.3.2. Анализ структурного состояния и кинетики тепловых процессов колеса вагона при восстановлении наплавкой ЦКК при изменении толщины обода в пределах от 30 до 70 мм при различной температуре предварительного подогрева (20 С, 180 С, 250 С) 170
3.3.3. Анализ структурного состояния и кинетики тепловых процессов колеса вагона при восстановлении наплавкой ЦКК при увеличении толщины фебня в пределах нормативных рекомендаций (20 -27 мм) при толщине обода 30 мм и температуре предварительного подогрева 180 С 248
3.3.4. Экспериментальная оценка кинетики тепловых процессов и структурного состояния при наплавке 252
3.4. Выводы по главе 3. Рекомендации по корректировке нормативной документации 261
Общие выводы и заключения 268
Список литературы 271
