人體膝關(guān)節(jié)動(dòng)態(tài)仿真及受力分析研究.pdf

1、如何經(jīng)濟(jì)安全、節(jié)能高效地對工件進(jìn)行氮化熱處理加工，一直是國內(nèi)外從事氮化熱處理技術(shù)的研究者和使用者長期探討的問題之一。近年來，國內(nèi)外一些研究者，針對氮化工藝過程中熱效率過低、滲氮層表面不夠理想、以及真空滲氮爐罐內(nèi)的熱場不夠均勻等問題，進(jìn)行了一些卓有成效的研究探索，獲得了一些新方法、新技術(shù)。例如，采用感應(yīng)加熱的方法使溫升更快、熱效率更高；引入自動(dòng)控制技術(shù)以縮短進(jìn)、出料時(shí)間；通過優(yōu)化，減薄真空馬弗罐壁厚來提高加熱效率等。這些新技術(shù)方法雖然都有

2、各自特點(diǎn)，并在一定程度上提高了真空熱處理氮化效率，但是也存在著這樣那樣的問題，通常不是運(yùn)行費(fèi)用過高，就是安全可靠性差。
　　 本研究本著經(jīng)濟(jì)、高效、節(jié)能地對工件進(jìn)行真空氮化熱處理加工的目標(biāo)，通過研究，提出了一種經(jīng)濟(jì)安全、節(jié)能高效的“超聲強(qiáng)化氮化熱處理”新技術(shù)，并在此基礎(chǔ)上，對真空氮化熱處理爐的關(guān)鍵零部件進(jìn)行可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)。主要研究內(nèi)容如下：第一章緒論通過調(diào)查研究，探討了近年來國內(nèi)外對熱處理滲氮技術(shù)的研究現(xiàn)狀，從工藝以及結(jié)構(gòu)角度上

3、分析了它們的優(yōu)缺點(diǎn)，重點(diǎn)探討了如何提高滲氮效率方面的問題，并提出了本課題主要研究內(nèi)容。第二章氮化工藝基礎(chǔ)及新型氮化爐方案設(shè)計(jì)通過對國內(nèi)外氮化爐結(jié)構(gòu)的研究和學(xué)習(xí)，歸納總結(jié)了各類真空熱處理氮化爐的優(yōu)缺點(diǎn)。通過分析研究提出了對工件進(jìn)行超聲強(qiáng)化氮化熱處理的新方案。第三章超聲強(qiáng)化氮化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型的構(gòu)建首先從真空滲氮的熱化學(xué)反應(yīng)機(jī)理著手，并通過對超聲波的工件表面化學(xué)熱處理催滲作用的學(xué)習(xí)研究，認(rèn)識(shí)到超聲作用可以加快氮化反應(yīng)速率，提高滲氮效率。通過研

4、究推導(dǎo)出了超聲處理圓頻率ω隨反應(yīng)容器中氨氣的密度ρ以及反應(yīng)氣氛中活性N原子的活躍半徑尺Re之間的關(guān)系式，以及當(dāng)超聲波頻率等于該活性N原子的自然共振頻率時(shí)，超聲波與N原子之間才能達(dá)到最有效地能量耦合，產(chǎn)生激烈的超聲激勵(lì)強(qiáng)化滲氮現(xiàn)象，并在此基礎(chǔ)上研究構(gòu)建了“超聲強(qiáng)化氮化反應(yīng)動(dòng)力學(xué)模型”。第四章超聲氮化反應(yīng)器結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及性能仿真通過對變幅桿設(shè)計(jì)中相關(guān)問題的分析，首先確定強(qiáng)化滲氮變幅桿的形狀，對變幅桿結(jié)構(gòu)進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算。然后使用ANSYS有限元分

5、析軟件對所設(shè)計(jì)的復(fù)合型變幅桿進(jìn)行了模態(tài)和諧振響應(yīng)分析，仿真得出，復(fù)合型變幅桿在設(shè)計(jì)的諧振頻率下，輸出端達(dá)到最大振幅，即與設(shè)計(jì)結(jié)果相符合。第五章氮化爐馬弗罐的結(jié)構(gòu)可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)本章先后采用了常規(guī)設(shè)計(jì)、可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)以及基于ANSYS參數(shù)化語言的OPT模塊優(yōu)化設(shè)計(jì)三種設(shè)計(jì)方法對氮化爐的馬弗罐進(jìn)行了比較設(shè)計(jì)，再結(jié)合工程實(shí)踐確定了馬弗罐的設(shè)計(jì)壁厚為7mm。第六章總結(jié)與展望對前幾章的研究內(nèi)容進(jìn)行了總結(jié)，并提出了課題研究中存在的一些問題和以后發(fā)展的