熱處理零件組織性能分布的計(jì)算機(jī)預(yù)測(cè)及其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì).pdf

1、熱處理工藝對(duì)于提高材料性能的潛力,滿(mǎn)足機(jī)械零件在加工和使用過(guò)程中對(duì)性能的要求具有重要作用。長(zhǎng)期以來(lái),對(duì)零件熱處理后組織性能分布進(jìn)行較為準(zhǔn)確的計(jì)算機(jī)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)一直沒(méi)有得到很好解決。同時(shí),零件淬火過(guò)程中內(nèi)應(yīng)力分布及變化情況極難測(cè)定,導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)相對(duì)滯后?；诖?本文采用計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬及仿真技術(shù),對(duì)結(jié)構(gòu)鋼零件熱處理后組織性能的分布情況進(jìn)行預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)及實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證,并且基于淬火過(guò)程中應(yīng)力分布的模擬實(shí)現(xiàn)了對(duì)淬火零件結(jié)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。
　　 首

2、先對(duì)熱處理過(guò)程中傳熱、相變及內(nèi)應(yīng)力等內(nèi)容的有限元基本原理進(jìn)行了理論分析論述,然后開(kāi)發(fā)出一種零件熱處理后不同部位組織性能的計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)系統(tǒng),通過(guò)合理選擇鋼的熱物性參數(shù)及熱處理過(guò)程中零件與環(huán)境的換熱系數(shù),對(duì)幾種普通熱處理(水淬、油淬、正火、退火)和感應(yīng)淬火工藝下零件的溫度場(chǎng)進(jìn)行數(shù)值模擬,獲得零件各部位的冷卻速度,而后結(jié)合梅尼爾模型,可以實(shí)現(xiàn)對(duì)不同成分、不同結(jié)構(gòu)零件熱處理后組織及含量、硬度、熱應(yīng)力大小及分布較為準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào),并通過(guò)

3、實(shí)驗(yàn)對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果表明,該系統(tǒng)具有較高的可靠性。
　　 針對(duì)零件在淬火過(guò)程中內(nèi)應(yīng)力分布及變化情況較難測(cè)定的實(shí)際情況,本文基于零件熱處理過(guò)程中溫度場(chǎng)模擬結(jié)果的可靠性,建立了熱-應(yīng)力-結(jié)構(gòu)預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)模型,對(duì)淬火零件的熱-應(yīng)力場(chǎng)進(jìn)行模擬仿真,實(shí)現(xiàn)了零件淬火過(guò)程中溫度-組織-應(yīng)力三者之間的耦合,通過(guò)對(duì)零件淬火過(guò)程中最大應(yīng)力分布、內(nèi)應(yīng)力變化情況的模擬預(yù)報(bào),從而為淬火零件的結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ),同時(shí)該模型對(duì)零件在淬火過(guò)程中變形、開(kāi)