熱應(yīng)力對金屬棒料內(nèi)部損傷的機理研究
2009-03-02 03:49:24張立軍趙升噸唐勇
西安交通大學(xué)學(xué)報 2009年1期
張立軍 趙升噸 唐 勇
摘要：針對棒料熱應(yīng)力變頻振動的下料方法，建立了帶V型槽棒料在分段強制冷卻過程中的熱力耦合模型，利用ANSYS有限元軟件，獲得了棒料在強制循環(huán)水冷卻過程中內(nèi)部應(yīng)力場的分布．?dāng)?shù)值模擬結(jié)果表明，棒料內(nèi)部最大拉應(yīng)力點位于V型槽尖端正下方O.34 mm附近，該處的軸向拉應(yīng)力已超過材料的強度極限，在V型槽所在棒料斷面上靠近尖端點處產(chǎn)生一條環(huán)形損傷帶，在水流速度下，該損傷帶隨著絕熱邊界寬度的增加先增大后減小，存在一個大約2 mm寬的最佳絕熱邊界，可使損傷的程度達(dá)到最大。在等絕熱邊界寬度下，損傷帶隨著水流速度的增加逐漸地增大，當(dāng)水流速度大于5 m/s時，對棒料的內(nèi)部損傷較小。實驗結(jié)果表明，有熱應(yīng)力作用比無熱應(yīng)力作用的棒料下料時間減少了15％以上，從而驗證了熱應(yīng)力損傷對棒料下料作用的有效性。
關(guān)鍵詞：熱應(yīng)力；金屬棒料；損傷帶
中圖分類號：TG306文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號：0253—987X(2009)01—0099—04
