Численное моделирование пространственного распределения температурных полей в пружинных элементах грузовых вагонов железнодорожного транспорта

Салохиддин Абсаттаров; Нодиржон Турсунов

doi:10.56143/https://doi.org/10.56143/2181-2438-2025-1-141-145

Салохиддин Абсаттаров Ташкентский государственный транспортный университет
Нодиржон Турсунов Ташкентский государственный транспортный университет

DOI: https://doi.org/10.56143/https://doi.org/10.56143/2181-2438-2025-1-141-145

Ключевые слова: температурное поле, тепловой поток, теплопроводность, закалка, градиент

Аннотация

В статье представлено численное моделирование пространственного распределения температурных полей в пружинных элементах грузовых вагонов железнодорожного транспорта в процессе термической обработки. Использование современных CAE-систем, таких как ANSYS, позволило провести анализ тепловых процессов в режиме реального времени, что обеспечивает точное управление технологическими параметрами. Моделирование направлено на оптимизацию режимов нагрева и охлаждения, минимизацию внутренних напряжений и деформаций, а также на выявление зон потенциальных дефектов. В работе рассмотрены параметры пружины из стали марки 60С2ХФА, проведен переходный тепловой анализ и определены оптимальные условия для достижения требуемых механических свойств. Результаты моделирования показывают, что для достижения температуры закалки 880°С с диаметром прутка 30 мм требуется около 900 секунд, при этом перепад температур между поверхностью и сердцевиной изделия составляет 1,25 °С, что свидетельствует о минимальных внутренних напряжениях.

Литература

[1] Бендерский Б. Я., Копылов К. А. Моделирование процессов теплообмена при изготовлении пружин методом высокотемпературной термомеханической обработки (ВТМО) //Химическая физика и мезоскопия. – 2011. – Т. 13. – №. 1. – С. 28-36.
[2] Палаев А. Г., Носов В. В., Красников А. А. Моделирование распределения температурных полей и напряжений в сварном соединении с применением ANSYS //Наука и технологии трубопроводного транспорта нефти и нефтепродуктов. – 2022. – Т. 12. – №. 5. – С. 461.
[3] Бендерский Б. Я., Копылов К. А. Математическое моделирование структурных превращений пружинной стали 60С2 в процессе закалки //Химическая физика и мезоскопия. – 2013. – Т. 15. – №. 4. – С. 508-514.
[4] Zhang J. D. et al. Quenching Process Simulation of Spur Gear Based on ANSYS //IOP Conference Series: Materials Science and Engineering. – IOP Publishing, 2020. – Т. 735. – №. 1. – С. 012075.
[5] Ширко А. В. и др. Теплотехнический расчет огнестойкости элементов железобетонных конструкций с использованием программой среды Ansys //Вестник Командно-инженерного института МЧС Республики Беларусь. – 2013. – №. 2 (18). – С. 260-269.
[6] Абсаттаров С. Н. У. и др. Моделирование процессов химико-термической обработки на основе интеллектуального анализа данных // Universum: технические науки. – 2024. – Т. 2. – №. 9 (126). – С. 5-9.
[7] Абсаттаров С. Н. У., Турсунов Н. К. Влияние химического состава, включая вредные и нежелательные примеси, на свойства рессорно-пружинных сталей //Universum: технические науки. – 2024. – Т. 3. – №. 12 (129). – С. 5-9.
[8] Абсаттаров С.Н., Турсунов Н.К. Исследование технологических режимов термической обработки стали 60С2ХФА для улучшения механических характеристик рессорно-пружинных деталей // Journal of Transport. – 2024. – Volume 1, Issue 4 – pp. 166-170.