基于Ansys的直齿圆柱齿轮淬火有限元模拟

建立了直齿圆柱齿轮淬火过程的数学模型,采用Ansys软件对其淬火温度场进行了数值模拟,分析了不同初始水温齿轮淬火过程的温度场、应力场。结果表明:在淬火过程中,圆柱齿轮齿心温度最高,齿顶温度最低,齿顶与齿心存在较大温差,冷却层深入轮齿内部,应力集中在齿根部位。结果能为研究齿轮热处理规律提供有益帮助。     

大型锻件水空交替淬火过程的数值模拟

建立了33N iCrMoV14-5钢淬火过程温度-组织-应力耦合的数学模型,用自主有限元软件模拟了淬火过程中锻件温度场、组织场、应力场的演化过程,对不同的淬火工艺进行了比较。模拟结果表明水冷-空冷交替的淬火工艺可改善锻件表面附近的淬火应力状态,同时获得足够的心部冷速。对锻件内部应力场的计算表明水空交替淬火中,相变对应力场变化的影响大于热应力。     

合金元素的变化对20MnCr5钢齿轮渗碳淬火后性能的影响

为探究合金元素变化对渗碳淬火齿轮性能的影响规律,以20MnCr5低碳合金钢制齿轮为研究对象,利用JMatPro软件计算得到两种含不同合金元素的20MnCr5钢的材料性能参数;基于有限元方法开展齿轮渗碳淬火模拟分析,根据实际热处理工艺路线,建立渗碳淬火过程的数学模型,通过COSMAP软件模拟了齿轮的渗碳淬火热处理工艺过程,对比分析合金元素变化对渗碳淬火20MnCr5钢齿轮的温度场、组织场和硬度场的作用结果。研究表明,模拟值与试验值具有较好的一致性。温度场和渗碳层对合金元素含量的变化反应不明显,而渗碳淬火后的组织分布和硬度分布受C、Mn、Cr、Al等合金元素变化的影响较大。     

塑料模零件淬火过程有限元模拟分析

采用有限元分析软件ANSYS Workbench对塑料模零件淬火过程中不同时段的温度场、应力场及变形情况进行了数值模拟,有效预测了塑料模零件的变形和开裂部位,通过模拟数值对塑料模零件淬火方式及工艺参数进行了优化。     

16Cr3NiWMoVNbE钢C型环真空低压渗碳及淬火有限元模拟

通过马氏体转变动力学和碳浓度的扩散系数有限元模型,对16Cr3NiWMoVNbE齿轮钢C型环进行真空低压渗碳淬火的温度场、浓度场、组织场、以及应力场的研究。结果表明,渗碳淬火后,得到碳浓度分布,可以很好地解释表层部分的最终马氏体分布情况,为预测齿轮钢渗碳淬火后碳浓度分布和马氏体分布提供了可靠依据。     

雾化气体淬火残余应力的有限元模拟与实验研究

雾化气体淬火是一种新型的热处理工艺。本文针对45钢试件在雾化气体淬火时的应力,应用有限元软件ANSYS对其淬火过程的温度场和应力场进行耦合模拟分析,分析考虑了材料在不同温度下的热物性参数,得到了淬火后残余应力的大小与分布规律。采用钻孔法实测了试件的残余应力。对数值模拟结果与实验结果进行对比,结果表明,淬火残余应力的有限元数值模拟计算和实验结果较吻合。     

基于ANSYS的直齿轮表面淬火的仿真与分析

采用ANSYS软件对20CrMoH直齿轮进行两种介质下的表面淬火过程的有限元模拟,得到了淬火过程中的温度场、热应力与热变形等结果。直观地表达出模拟淬火过程中直齿轮表面的温度、冷却速度变化等情况。这为实际直齿轮设计、热加工工艺及装配使用都提供了一定的参考依据。     

全淬透圆柱件淬火应力的有限元模拟及实验验证

利用温度场、组织场和应力场相互耦合的数学模型对直径60 mm的40CrNiMo水淬圆棒的淬火应力进行研究。结果表明,有限元模拟的淬火应力及其分布与XRD测量结果相符,论证了所运用的温度场、组织场和应力场相互耦合的数学模型(包括建立的相变塑性函数)的正确性。通过计算机模拟分离了淬火马氏体钢中的热应力和组织应力,揭示了不同直径淬透圆棒试样的应力分布规律及其起因以及不同淬火介质对淬火应力的影响规律。     

重轨淬火过程中的温度场模拟

重轨热处理温度及气冷温度对重轨淬火质量有直接的影响.利用ANSYS有限元软件建立了重轨温度分布模型,并对其淬火过程中的温度场进行了模拟计算,分析了重轨淬火过程中重轨内部温度变化情况.研究结果表明,温度的模拟结果与实测结果吻合较好,为下一步研究重轨应力场奠定了基础,对重轨淬火工艺和生产工艺具有重要指导意义.     

免耕播种机开沟圆盘淬火过程的数值模拟

用ANSYS10．0有限元分析软件，建立免耕播种机开沟圆盘淬火过程的数学物理模型，对圆盘水冷、油冷、空冷的温度场和应力场进行模拟分析，确定了该零件的最佳淬火工艺方案。     

渗碳后直接淬火工艺在机车牵引齿轮上的应用

本文着重探讨渗碳后直接淬火工艺在机车牵引齿轮上的应用问题.选用不同的齿轮材料进行了渗碳后直接淬火工艺试验,探讨了直接淬火的工艺控制问题以及该工艺对齿轮材料的要求.     

齿轮激光淬火硬化层数值模拟

建立了采用轴向扫描工艺对渐开线齿轮进行激光淬火时的三维温度场数值模型,采用ANSYS软件模拟激光束扫描过程中齿面及轮齿横截面的温度分布。结果表明,激光淬硬层深度模拟结果与试验结果相吻合,可以通过该温度场模型对各种模数和齿数的齿轮激光淬火过程进行模拟,快速得到与实际相近的硬化层深度分布曲线。建立该数值模型的一些思路和方法也适用于各种曲面类零件激光淬火的数值模拟。     

一种防止渗碳齿轮花键孔变形的方法

渗碳淬火齿轮内花键孔常发生锥形、喇叭形和腰鼓形等变形的影响因素颇多，其中齿轮形状对内花键孔的变形起主导作用。图1所示齿轮，系用20CrMnTi钢制造，渗碳层深0．8～1．2mm，在渗碳并经再加热淬火后，60mm内花键孔处呈锥形变形，小端部孔径缩小，大端齿部孔径涨大，内孔尺寸超差，难以进行装配。生产实践表明，这类凸盘型齿轮大小端外径尺寸相差越多，齿轮高度越高，渗碳淬火后内花键孔呈锥形变形越明显。依据这类齿轮渗碳淬火产生内花键孔锥形变形的特点，认定热应力是引起孔径胀缩的主要原因，据此采取相应的措施，即齿轮渗碳后，对…     

ABAQUS软件对70钢丝铅浴淬火过程的模拟

用ABAQUS软件对70钢丝铅浴等温淬火过程温度场和残余应力场进行了模拟,得到了70钢丝的温度场、显微组织和残余应力的分布.结果显示,70钢丝铅浴淬火残余应力值总体上都不是很大;钢丝在铅浴等温淬火过程中发生了奥氏体-索氏体转变,转变时间与热膨胀法所测得的数据最大误差不超过5%.相变结束后最终的应力状态心部为压应力,表面为拉应力.模拟结果与实际吻合,这将为生产中淬火温度场和残余应力的计算以及淬火工艺的分析提供参考.     

304不锈钢热处理过程温度场和应力场数值模拟

以304不锈钢为研究对象,分别测量了304不锈钢试样经淬火和空冷后的残余应力场。建立有限元模型,模拟了上述试样的温度场和应力场,并将模拟的残余应力场和测量结果进行了比较,二者吻合较好,证明所建立的模型是有效的。在此基础上,分析了淬火和空冷过程中温度场和应力场的变化规律。     

激光拼焊板焊接工艺及焊后的力学性能

基于ABAQUS有限元软件建立热力耦合分析模型,利用锥形热源模型对拼焊板激光焊接进行模拟,分析得出拼焊板激光焊接过程中温度场、应力场以及焊后残余应力场的分布规律;基于有限元模型,进行单向拉伸模拟并分析卸载后残余应力变化规律,通过解析模型对焊后拼焊板单向拉伸试件宏观拉伸力进行分析;在不同工艺参数下,结合数值模拟与实验对焊接质量进行研究,得出合理工艺参数范围,为后续分析拼焊板材料性能波动、拼焊板焊接实验及拼焊板自由弯曲回弹控制奠定了基础。     

直齿圆柱齿轮雾化气体淬火过程的传热模拟及实验研究

基于传热学理论,利用MATLAB软件对齿轮雾化气体淬火过程表面综合换热系数进行了计算。利用ANSYS有限元软件建立了直齿圆柱齿轮模型并加载了边界条件,对齿轮雾化气体淬火过程的瞬态温度场进行模拟,得到了不同时刻的温度分布和节点温度变化曲线。对模拟结果和实验结果做了对比,温度场的模拟和实验结果吻合良好,表明所采用的数值计算方法是正确可行的。     

整体辗钢车轮淬火工艺的数值模拟

利用DEFORM-HT软件结合CL60钢的连续冷却转变曲线(CCT曲线),研究了某840D型车轮在不同淬火工艺下的温度场、应力场以及微观组织变化情况。结果表明:踏面喷水淬火工艺是最优淬火方案,踏面喷水淬火后车轮的最大等效应力(卸载之后的等效应力即为残余应力)为245 MPa,优于其他方案,车轮踏面在淬火过程中发生马氏体转变可以增加车轮的耐磨性,车轮轮辋表面的硬度约为33 HRC,满足企业27~34 HRC的要求。根据实际工况结合CL60钢的CCT曲线建立了车轮喷水淬火的试验方案,观察试样的显微组织并与模拟结果进行对比,证明模拟结果是可靠的。     

热处理过程流场-温度场-组织场-应力场耦合模拟研究

建立了有限元-有限体积耦合的热处理流场、温度场、组织场、应力场数值模型,并采用真空高压气淬工艺对该模型进行了验证。模拟结果与实测不同位置的冷却曲线和显微组织吻合较好。本研究扩展了热处理模拟的求解域,克服了传统淬火模拟需预先获得淬火介质换热系数的局限。模拟可获得工件热处理后的显微组织分布和残余应力分布,进而为热处理工艺的制定提供参考。     

热处理对机械齿轮钢组织和性能的影响

通过在17Cr2Ni2Mo齿轮钢基础上添加微量元素V、Nb的方法制备新型齿轮钢G1,采用渗碳后直接淬火和一次淬火工艺对两种齿轮钢进行热处理,对比分析了热处理工艺对齿轮钢组织、性能和热处理变形趋势的影响。结果表明:直接淬火工艺下,齿轮钢渗碳层中可见不合格的沿着晶界网状分布的碳化物组织,一次淬火工艺下渗碳层为细小的碳化物+马氏体组织;在两种热处理工艺下,G1钢的渗碳层显微硬度要高于17Cr2Ni2Mo钢,且直接淬火工艺下渗碳层的显微硬度要高于一次淬火工艺下渗碳层的显微硬度,两种齿轮钢的有效硬化层深度都约为1.7 mm;在淬火温度为860℃、回火温度为150℃时,G1齿轮钢渗碳层的显微硬度最大,为适宜的齿轮钢热处理方案;添加V、Nb的G1齿轮钢的热处理变形趋势要小于17Cr2Ni2Mo齿轮钢。