现代交通技术研究

加工硬化对轨道裂纹裂尖力学状态的影响

樊 亚玲

西安铁路职业技术学院机电工程学院

DOI: https://doi.org/10.59429/xdjtjs.v6i3.7225

Keywords: 断裂力学；力学特性；应力应变；U71Mn

---

Abstract

为了解加工硬化对铁路轨道中微裂纹尖端应力应变分布的影响，利用实验获得铁道常用材料 U71Mn 在不同 加工硬化程度下的力学特性，在此基础上，借助有限元模拟手段，分析了不同加工硬化程度下裂纹尖端的应力和应 变分布规律。结果表明，加工硬化增大了材料的屈服强度，改变了裂尖应力应变分布，沟型裂纹尖端 Mises 应力和 拉伸应力随着加工硬化程度的增大而增大，并且 Mises 应力在裂尖正前方出现突降；裂尖等效塑性应变和拉伸应变 随着材料加工硬化程度的增大而减小。

---

References

[1] 李梦璇,丁昊昊,安博洋,等.U71Mn钢轨在工业与海洋大气环境下腐蚀与磨损行为研究[J].机械工程学报,2023(59):1-12.

[2] M Kamaya, H Machida. Reference stress method for evaluation of failure assessment curve of cracked pipes in nuclear power plants[J]. Journal of Nuclear Materials,2014(451):264-275.

[3] 钟雯,胡家杰,刘启跃.U71Mn钢轨振动疲劳寿命研究[J].振动、测试与诊断,2022,42(5):893-897.

[4] 杨宏亮,薛河,倪陈强.冷加工对316L不锈钢裂尖力学特性的影响[J].西安科技大学学报,2018,38(3):484-489.

[5] J Nakano, Y Nemoto, T Tsukada, et al. SCC susceptibility of coldworked stainless steel with minor element additions[J]. Journal of Nuclear Materials,2011,417(1-3):883-886.

[6] 康伟,董方.U71Mn重轨钢高温力学性能研究[J].包钢科技,2016,42(6):55-62.

[7] 高文理,钦凤,金滩,等.服役U71Mn钢轨疲劳裂纹萌生及扩展分析[J].湖南大学学报(自然科学版),2017,44(6):25-44.

[8] 薛河,薛晓峰,唐伟,等.镍基合金应力腐蚀裂尖氧化膜力学特性分析[J].稀有金属材料与工程,2011,40(7):1187-1190.

[9] 席艳君,李宪哲,董澍,等.磨损对U71Mn材料表面高温氧化行为的影响[J].表面技术,2021,50(5):289-294.