Оценка кинетики тепловых процессов и структурообразования при восстановлении наплавкой колес вагонов с разной степенью их изношенности

• Автор: Неклюдов, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 05.03.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 279 с. : ил.

1. Анализ состояния вопроса и задачи исследования

1.1. Анализ данных по повреждаемости колес вагонов

1.2. Анализ технологического процесса изготовления и

требований к термической обработке колес вагонов

1.3. Анализ способов восстановления наплавкой колес вагонов

1.4. Анализ методов расчетной и экспериментальной оценки

тепловых процессов и структурных превращений при различных технологических воздействиях

1.5. Выводы по главе 1. Цели и задачи исследования

2. Разработка методики компьютерного моделирования тепловых процессов и структурных превращений в колесах вагонов при восстановлении наплавкой и сопутствующих процессах

2.1. Разработка методики расчетной оценки кинетики тепловых

процессов
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
2.2.1. Стационарный перенос теплоты
2.2.2. Нестационарный перенос теплоты
2.2.3. Типы конечных элементов, примененных для разработки программного комплекса
2.2.4. Численное интегрирование и преобразование координат
2.2.5. Осесимметричная задача переноса теплоты

2.3. Разработка методики конечно-элементного анализа тепловых процессов и структурообразования при восстановлении ЦКК многопроходной наплавкой на основе использования серии диаграмм анизотермического распада аустенита колесной стали марки
2.4. Разработка алгоритма и программного обеспечения для компьютерного моделирования тепловых процессов и структурообразования в колесах вагонов при изготовлении и ремонте
2.4.1. Выбор и обоснование основных принципов построения программного обеспечения. Характеристика архитектуры комплекса
2.4.2. Верификация методического и программного обеспечения
2.5. Выводы по главе
3. Расчетный и экспериментальный анализ кинетики тепловых
процессов и структурообразования при различных технологических воздействиях на колеса вагонов
3.1. Разработка конечно-элементных моделей колеса вагона с учетом изменения геометрии при эксплуатационном изнашивании
3.2. Анализ и формирование граничных условий для оценки кинетики тепловых процессов и структурных превращений в колесах вагонов
3.3. Компьютерное моделирование кинетики тепловых процессов и структурных превращений при тепловом воздействии, связанном с восстановлением наплавкой
3.3.1. Оценка кинетики тепловых процессов при подогреве ЦКК перед наплавкой с различной толщиной обода
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)

3.3.3. Анализ структурного состояния и кинетики тепловых процессов колеса вагона при восстановлении наплавкой ЦК К при увеличении толщины гребня в пределах нормативных рекомендаций (20 - 27 мм) при толщине обода 30 мм и температуре предварительного подогрева
180 °С
3.3.4. Экспериментальная оценка кинетики тепловых процессов и структурного состояния при наплавке
3.4. Выводы по главе 3. Рекомендации по корректировке
нормативной документации
Общие выводы и заключения
Список литературы

2. Разработка методики компьютерного моделирования тепловых процессов и структурных превращений в колесах вагонов при восстановлении наплавкой и сопутствующих процессах
2.1. Разработка методики расчетной оценки кинетики тепловых
процессов
В общем случае под понятием теплопередачи или теплообмена понимается учение о процессах распространения тепла в пространстве и времени.
Ниже излагаются некоторые известные положения теории теплопере-носа, необходимые для дальнейшего построения методики численного решения нелинейных нестационарных задач теплопроводности применительно к процессам восстановления наплавкой.
Понятие теплопередачи (теплообмена) охватывает весь комплекс явлений переноса тепла между телами или между частями одного и того же тела, обусловленных разностью температур. В общем случае перенос тепла представляет собой сложное явление, связанное с различными физическими процессами.
Различают три основных вида теплообмена:
1. теплопроводность;
2. конвективный теплообмен;
3. лучистый теплообмен.
При решении конкретных практических задач количество тепла, переданное теплопроводностью, излучением и конвекцией, может быть весьма различным, поэтому в расчетах часто пренебрегают видами теплообмена, роль которых в рассматриваемом случае несущественна, и весь процесс сводят к основному определяющему виду теплообмена.