图1H36车轮特征节点及路径示意热处理工艺对车轮残余应力影响的研究邓荣杰，国新春，刘智，黄孝卿，翟龙，陶盈龙，张意哲（宝武集团马钢轨交材料科技有限公司，安徽马鞍山243000）摘要：掌握热处理工艺参数及轮型参数对车轮残余应力的影响规律，研究车轮残余应力对车轮辐板疲劳评价的影响，建立车轮残余应力的辐板疲劳评估模型。针对辐板残余应力对车轮强度及疲劳评价的影响研究，深入分析残余应力对辐板疲劳性能的影响，对提高车轮安全性具有非常重要的意义。关键词：残余应力；热处理工艺；疲劳；安全性中图分类号：TG142.1文献标识码：A文章编号：1672-1152（2023）05-0107-030引言国内外在车轮设计以及车轮强度评估中，普遍采取的方法是对车轮在不同静力载荷及热载荷下（对应不同载荷工况）的车轮受力分布进行分析及疲劳性能进行评估。在这些分析方法中没有考虑车轮制造态残余应力的影响，可能会因为忽略车轮残余应力的影响而使得评价结果产生一定风险。韩国学者研究发现考虑辐板残余应力后，车轮的安全系数显著降低[1]。安全系数降低的幅度取决于车轮形状和制造工艺；而对于对车轮辐板残余应力分布及测试方法在国内外车轮标准则没有明确规定，辐板残余应力的测试方法有待于进一步研究[2-5]。因此，展开针对辐板残余应力对车轮强度及疲劳评价的影响研究，深入分析抛丸及残余应力对辐板疲劳性能的影响，对提高车轮安全性具有非常重要的意义。1辐板形状对车轮热处理残余应力的影响车轮几何尺寸及热处理过程的载荷边界条件满足轴对称条件，基于ANSYS平台建立轴对称模型进行分析。ANSYS中的轴对称模型要求对称轴位于全局坐标系的Y轴，车轮断面位于坐标系的第一象限。热处理过程的热应力计算一般采用顺序耦合法进行分析，即首先通过计算热处理过程的温度，然后将单元类型转变为结构单元，读取冷却过程中温度进行应力计算；回火过程中应力的部分释放可以借助蠕变模型来计算。AARS-669标准中对车轮热处理过程残余应力分析所需的材料参数和换热系数进行了规定。为了研究残余应力的分布规律及影响因素，本研究直接采用S-669标准中的条件进行分析。以H36成品车轮的形状尺寸进行建模，模型输入参数采用英制单位。1）变化淬火温度（810、830、850、870、890℃），进行热处理过程模拟，研究淬火温度对H36残余应力的影响。2）变化淬火时间（85、170、255、340s），进行热处理过程模拟，研究淬火时间对H36残余应力的影响。3）变化回火温度（450、470、490、510...
