熱應(yīng)力對(duì)金屬棒料內(nèi)部損傷的機(jī)理研究

張立軍　趙升噸　唐　勇

摘要：針對(duì)棒料熱應(yīng)力變頻振動(dòng)的下料方法，建立了帶V型槽棒料在分段強(qiáng)制冷卻過(guò)程中的熱力耦合模型，利用ANSYS有限元軟件，獲得了棒料在強(qiáng)制循環(huán)水冷卻過(guò)程中內(nèi)部應(yīng)力場(chǎng)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(diǎn)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(guò)材料的強(qiáng)度極限，在V型槽所在棒料斷面上靠近尖端點(diǎn)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(gè)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(shí)，對(duì)棒料的內(nèi)部損傷較小。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，有熱應(yīng)力作用比無(wú)熱應(yīng)力作用的棒料下料時(shí)間減少了15％以上，從而驗(yàn)證了熱應(yīng)力損傷對(duì)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(lèi)號(hào)：TG306文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：0253—987X(2009)01—0099—04