轴对称大锻件淬火过程温度场及组织场的数值模拟

发布时间：2017-05-25 23:12

  本文关键词：轴对称大锻件淬火过程温度场及组织场的数值模拟，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】： 计算机在热处理领域的应用日益发展。利用计算机对大型锻件淬火热处理冷却过程中的温度分布和组织分布进行数值模拟和计算，对于提高工件热处理后的性能，减少其变形和开裂，控制和保证质量有着重要的意义。 本论文在对轴对称大锻件淬火热处理过程中的传热学行为进行了全面分析的基础上，综合考虑了材料各种热物性参数随温度的变化、材料淬火过程中组织转变等特点，建立了淬火过程温度场和组织场的二维非稳态传热模型。根据该模型采用有限元法编写了温度场和组织场的计算程序。 考虑到程序的通用性和易用性，采用VC++6.0编制了大型锻件淬火过程数值模拟系统，将前后处理程序与计算程序集成。前处理程序实现了网格的自动剖分、各种钢材的热物性参数的输入及保存、各种钢材的TTT曲线的矢量化及数据库的建立，为有限元法计算温度场和组织场提供数据。后处理程序中采用OpenGL技术，用图形的方式形象、直观地显示出工件在淬火热处理过程中任意时刻温度场和组织场。 利用本系统的计算结果，，可以预测轴对称大锻件在淬火时温度的变化及最终的组织分布，为淬火的工艺设计和性能预测提供科学依据，也为进一步应力场的计算奠定了基础。
【关键词】：大锻件 温度场 组织场 数值模拟 有限元
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2002
【分类号】：TG156.3
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-5
• 目录5-7
• 第一章 绪论7-13
• 1．1 引言7-8
• 1．2 淬火过程特点及数值模拟方法8-10
• 1．3 国内外发展概况10-12
• 1．4 论文的主要工作12-13
• 第二章 温度场的数值模拟13-26
• 2．1 传热学基本原理13-15
• 2．1．1 导热基本定律13-14
• 2．1．2 导热问题的边界条件14-15
• 2．1．3 初始条件15
• 2．2 淬火过程温度场计算模型的建立15-17
• 2．2．1 温度场计算数学模型15-16
• 2．2．2 温度场的离散化与网格划分16-17
• 2．2．3 非稳态和非线性问题的处理17
• 2．3 淬火过程温度场的计算17-26
• 2．3．1 有限单元法的基本思想17-18
• 2．3．2 轴对称体温度场的变分方程18
• 2．3．3 单元的划分和温度场的离散化18-20
• 2．3．4 单元的变分计算20-23
• 2．3．5 单元刚度矩阵的总体合成23-24
• 2．3．6 时间的离散24
• 2．3．7 潜热的处理24
• 2．3．8 温度场计算程序框图24-26
• 第三章 组织场的数值模拟26-34
• 3．1 组织转变的模拟方法26-27
• 3．2 组织转变数学模型的建立27-32
• 3．2．1 转变动力学基本原理27-28
• 3．2．2 孕育期叠加原理的推导28-31
• 3．2．3 数学模型的建立31-32
• 3．3 模拟计算过程32-34
• 3．3．1 数值模拟的计算步骤32
• 3．3．2 计算框图32-34
• 第四章 系统设计与实现34-45
• 4．1 前处理的实现34-41
• 4．1．1 网格剖分34-38
• 4．1．2 热物性参数的选择和输入38-39
• 4．1．3 TTT曲线的矢量化39-41
• 4．2 温度—组织场的计算41-42
• 4．3 后处理的实现42-45
• 4．3．1 等温线的绘制42-43
• 4．3．2 温度—时间变化曲线43
• 4．3．3 彩色云图的绘制43-44
• 4．3．4 三维立体图的绘制44-45
• 第五章 结果与分析45-62
• 5．1 温度场模拟结果45-50
• 5．1．1 等温线的分布45-47
• 5．1．2 温度场时间分布47
• 5．1．3 温度场云图显示47-49
• 5．1．4 温度场三维立体图显示49-50
• 5．2 组织场模拟结果50-56
• 5．2．1 组织场等值线50-52
• 5．2．2 组织场云图显示52-56
• 5．3 实验结果和计算结果的比较56-59
• 5．3．1 实验方法56-57
• 5．3．2 实验结果与计算结果的比较57-59
• 5．4 讨论59-62
• 第六章 结论与展望62-63
• 6．1 结论62
• 6．2 展望62-63
• 参考文献63-66
• 致谢66

【引证文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 武斌斌;温殿英;李连进;刘海英;;热轧高强度无缝钢管淬火工艺温度场有限元模拟[J];天津理工大学学报;2006年06期

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 单会星;长轴类大锻件锻造加热工艺规范的研究[D];华南理工大学;2011年

2 张庆磊;异形断面型钢加热冷却换热规律及试验研究[D];燕山大学;2012年

3 王珉;大型锻件氢脆机理及其残余应力场研究[D];燕山大学;2012年

4 黄正;船用大型锻件余热热处理工艺方法研究及参数优化[D];华南理工大学;2011年

5 张世珍;制动盘热处理过程数值分析与实验研究[D];浙江大学;2012年

6 李康;钢件喷水淬火冷却过程的有限元建模及温度场预测[D];太原理工大学;2006年

7 李广睿;大型轧辊热处理工艺模拟及其实验研究[D];燕山大学;2007年

8 王伟佳;多种常用钢在不同淬火介质中换热系数的测算[D];大连理工大学;2007年

9 雷雪;低压转子加热过程模拟及工艺优化[D];上海交通大学;2009年

10 张敏;重轨端部淬火温度场与相变的计算机模拟[D];武汉科技大学;2010年

  本文关键词：轴对称大锻件淬火过程温度场及组织场的数值模拟，由笔耕文化传播整理发布。

本文编号：395270