文章编号:1002-7602(2023)04-0038-04残余压应力对车轴表面裂纹扩展的仿真研究林浩博1,仲崇成1,高玉龙1,李娜2(1.中车青岛四方机车车辆股份有限公司,山东青岛266111;2.中车青岛四方车辆研究所有限公司,山东青岛266031)摘要:为了研究残余压应力对裂纹扩展的影响,通过子程序引入初始残余压应力,利用裂纹扩展仿真技术XFEM与VCCT相结合的方法进行裂纹扩展仿真计算,证实了残余压应力对裂纹扩展有显著的抑制作用;基于Zencrack仿真软件,结合S38C材质车轴试验得到的裂纹扩展参数,预测了CRH2型动车组用S38C材质车轴裂纹扩展寿命,并提出了车轴裂纹检测周期建议。关键词:车轴;残余压应力;S38C;裂纹扩展;寿命中图分类号:U270.331+.1文献标志码:Bdoi:10.3969/j.issn.1002-7602.2023.04.007收稿日期:2020-06-18;修回日期:2023-05-06第一作者:林浩博(1988—),男,博士,高级工程师。SimulationResearchofCrackPropagationontheSurfaceofAxleduetoResidualCompressiveStressLINHaobo1,ZHONGChongcheng1,GAOYulong1,LINa2(1.CRRCQingdaoSifangLocomotive&RollingStockCo.,Ltd.,Qingdao266111,China;2.CRRCQingdaoSifangRollingStockResearchInstituteCo.,Ltd.,Qingdao266031,China)Abstract:Forresearchofimpactofresidualcompressivestressoncrackpropagation,asubroutinewillbeusedtointroduceinitialresidualcompressivestress.ThencrackpropagationsimulationtechnologyXFEMwillbeusedincombinationwithVCCT,asamethod,toperformsimulationcalculationsforthecrackpropagation,thusdemonstratingtheresidualcompressivestresscanimposesignificantrestrictiontothecrackpropagation.WithsimulationsoftwareZencrack,crackpropagationparametershavebeenobtainedfromtestswithaxleofmaterialS38C,sothatcrackpropagationlifecanbepredictedforCRH2EMUwithaxlesofmaterialS38C.Inaddition,proposalfortimeintervalofaxlecrackdetectionisputforth.Keywords:axle;residualcompressivestress;S38C;crackpropagation;lifecycle动车组用车轴淬火普遍采用3kHz频率、6层线圈,加热温度达到880~900℃,并在150~230℃的温度范围内进行回火,使表面压缩残余应力增加到600MPa。日本新干线车轴采用高频淬火技术,即快速加热与立即淬火冷却相结合的方法,使车轴表层形成100%的马氏体组织,从而提高硬度和产生压缩残余应力[1-3]。通过对长期运用车轴的X射线残余应力测量,发现残余应力并没...
