超高强钢热冲压硬化机理

以22MnB5钢为研究对象,分析了超高强钢热冲压成形过程中相变硬化机理。根据热模拟试验结果建立了加热过程奥氏体晶粒尺寸计算模型和变形抗力模型。采用有限元法对材料热冲压同时淬火冷却过程的温度场进行了分析,采用相变动力学模型分析了热成形过程中发生的相变,以及显微组织和力学性能之间的关系。结果表明:形成均匀细小板条马氏体组织的最佳工艺为900～950℃加热5min,超过30℃/s快速淬火并保压8s左右。     

钢淬火时非线性热问题的研究

基于过热沸腾换热理论,根据钢淬火时表面换热的实际情况,利用能量平面定理建立钢淬火时的换热边界条件;利用显式有限差分法求解钢淬火时非线性热传导方程的逆问题,求解温度场,给出一种确定表面换热系数的方法,从而可以确定钢淬火时表面换热系数与温度的关系,在数值计算中,材料的物性系数视为相变产物体积分数的函数,实验结果表明,钢淬火时的温度场,导热与换热是非线性的,且实验所测的温度场与理论计算的温度场大体吻合。     

1045钢淬火时温度场的数值模拟

基于实验测定的1045钢淬火冷却曲线，应用有限差分原理和非线性估计法对非线性导热方程的逆问题进行了求解，给出了一种求解钢淬火时非线性表面换热系数的方法；应用数学转换方法计算了1045钢在连续冷却时奥氏体、珠光体、贝氏体和马氏体的体积百分数．应用有限元分析软件．ANSYS计算了1045钢淬火时具有相交和非线性表面换热系数的温度场．研究表明，钢淬火时的温度场、导热与换热是非线性的，温度场的计算结果和实验结果比较吻合．     

Leidenfrost模型的修正及工件淬火时的热传导问题

对传统的沸腾换热曲线和Leidenfrost理想过渡模型按照淬火实际进行了修正;考虑了过冷对沸腾换热及Leidenfrost过渡的影响。在此基础上给出了以水为淬火介质时边界条件的数学模型,将碳钢淬火时发生的马氏体相变视作有一个内热源作用在金属物体内部,给出了包含相变条件的热传导控制方程,所涉及的物性系数均为温度的非线性函数,对45钢零件进行了瞬态温度场的计算,得出了一些结论。     

超高强钢热成形淬火阶段的工艺参数优化

以汽车用超高强钢22MnB5为研究对象,开发了一种压力可调的热成形淬火装置,采用二步染色金相分析技术及材料性能试验等对热成形淬火阶段工艺参数进行优化。结果表明:对于2mm厚22MnB5,当以室温下的水为冷却介质时,热成形淬火阶段板料发生完全马氏体转变的临界压力为0.3 MPa;实际生产中,2mm厚22MnB5热成形淬火阶段的最佳压力为1.0 MPa以上;板料从800℃开始冷却时,最佳的保压时间为8s。     

车辆双筒式减振器热物性影响规律分析

为了探讨车辆减振器热物性对其温升的影响规律,建立了某车辆双筒液压充气减振器的热流量传递模型和物理传热模型,推导其导热、对流换热及辐射换热方程,通过热力学第一定律建立减振器热力学模型.利用迭代算法计算出此减振器达到热平衡时的温度和工作时间,并通过台架试验验证了建模的正确性,分析了减振器热物性对其温升的影响规律,最后进行了相关的灵敏度分析.研究结果表明减振器的4种热物性参数:油液密度、油液导热系数、油液比热容、缸体辐射发射率影响其温升特性,而缸体导热系数这一热物性参数对其温升特性无影响.     

超高强钢热成形奥氏体化加热参数的优化

以汽车用高强钢22MnB5为研究对象,采用金相显微镜、激光共焦扫描显微镜、洛氏硬度仪等分析手段对热成形中加热参数进行研究。结果表明:对于2mm厚的22MnB5板材在热成形过程中,奥氏体化最佳的加热温度为950℃,保温时间为5min。采用优化后的加热工艺参数进行汽车防撞梁热成形试验,试验件的微观组织为均匀的马氏体组织,抗拉强度达到1500MPa以上,显微硬度在450HV以上,完全满足实际要求。     

汽车B立柱热成形性能数值模拟

高强度钢板在车身上的应用需求越来越大,针对其在冷成形工艺下容易发生破裂、起皱、回弹等现象,采用热成形工艺的方法提高高强钢板的塑性,并保证其成形后的强度.以材料为22Mn B5的汽车B立柱为例,对其热成形过程进行数值模拟分析.采用设置板料成形温度、模具初始温度、压边力大小及冲压速度大小的方法,并最终确定汽车B立柱热成形条件下最优的工艺参数配比.将热成形工艺下模拟的结果与冷成形工艺进行对比,最终验证了热成形工艺的优越性.     

基于探针法与热响应法的岩土热物性测试对比分析

通过对Hot Disk测试仪测得岩土热物性参数与现场热响应法测试结果的对比,发现在实验室里测得的导热系数与现场热响应测得的导热系数差别较大,在进行地源热泵设计与选型时,应进行现场热响应试验确定在加热或冷却功率下测得的土壤导热系数,以此作为选型依据。     

应力状态对模具分区冷却热成形S-rail硬度分布的影响

利用S-rail模具,以汽车用超高强度钢BR22MnB5为研究对象,结合模具分区冷却热成形工艺研究了模具温度及成形件应力状态对其最终硬度的影响。研究显示:随着模具温度升高,成形件的硬度减小;当模具热区和冷区的温度分别为400℃和室温(20℃)时,相应区域的硬度分别为300HV和460HV,热、冷区之间的硬度出现明显的梯度变化;板料在热成形过程中发生变形,其内圆角处受压应力,抑制马氏体生成,而外圆角处受拉应力,马氏体更易生成,所以外圆角硬度值大于其内圆角硬度值。     

瞬态法测量木材热物性的理论与实验研究

为了有效测量不同含水率木材的热物性，提出了一种新的瞬态平面热源测量法。在一定的简化条件下求解一维有限厚度平板的非稳态导热微分方程，得到了平板木材试样的温度随时间和平板厚度变化的短时间公式，并由此建立了在恒定热流加热条件下木材热物性的瞬态测量实验台。利用此实验台测量了不同含水率的落叶松和红松试样的径向导热系数、热扩散系数和比定压热容等热物性参数并与文献数据进行了比较。结果表明，该瞬态测量方法具有较高的精度，比准稳态法更好地满足了一维导热条件，利用此方法能够有效而快速地对不同含水率的木材进行热物性测量。     

新型热成形汽车用钢的合金化设计与力学性能分析

针对传统22MnB5热冲压成形钢塑性不足导致其强塑积偏低的问题,模拟分析Mn,Cr,Co,Ni等合金元素对热成形钢显微组织临界冷却速度的影响,综合考虑淬透性、合金成本及热冲压成形钢实际生产工艺要求,设计新型汽车热冲压成形用钢,研究热冲压加热温度对其力学性能的影响。结果表明：在碳质量分数为0.20%、锰质量分数为1.70...     

忽略回填料与岩土热物性差异对桩基埋管换热计算的影响

桩基埋管换热器具有桩径大、埋深浅的特点,适用于桩基埋管特点的系列导热解析解模型被不断提出,但是该类模型均忽略了回填料与岩土热物性的差异。对于桩径较大的桩基埋管而言,较大的热物性差异将引起较大的计算误差。建立了区别回填料与岩土热物性差异的导热数值解模型,对比分析忽略热物性差异对桩基埋管换热计算的影响,研究表明:导热系数差异对桩基埋管长时间运行的换热热阻计算影响甚小;容积比热差异将引起桩基埋管较大的设计容量误差;桩径越大,热物性差异引起的计算误差越显著。     

石蜡基纳米金属复合相变材料热性能的实验研究

以石蜡为复合相变材料的基体,分别添加氧化铜、二氧化硅和氧化锌的纳米颗粒通过两步法制备多种石蜡基纳米金属复合相变材料。通过改变所添加纳米金属颗粒种类、质量分数和颗粒粒径,对比分析实验模型内复合相变材料蓄放热过程的温度曲线,来探究以上参数对复合相变材料热性能的影响。结果表明,通过添加纳米金属颗粒的方式能够有效提升石蜡的蓄放热性能,添加氧化铜颗粒的效果要优于氧化锌颗粒和二氧化硅颗粒;复合相变材料的导热系数和动力黏度均随颗粒浓度的增加而增大,两者共同决定着复合相变材料的换热过程能否被强化;纳米金属颗粒的粒径越小,越有利于增强对复合相变材料的热性能,添加30 nm粒径纳米颗粒相对于100 nm粒径纳米颗粒蓄热速率能提升26%,放热速率能提升41%。     

复合墙体中相变层相对导热系数计算方法

目前相变材料已初步进入工程应用阶段,由于传热过程受比热、导热系数变化及相变作用的影响,相变材料不能像普通材料一样利用导热系数进行材料比选,其热工设计指标的选择具有一定的困难.为此,提出相对导热系数作为相变材料比选的热物性指标,并给出相应的计算方法用以指导相变墙体的热工设计.在一定环境条件下与定物性材料导热能力相同的导热系数定义为相变应用周期内相变材料的相对导热系数.根据此方法计算得到中国不同地区复合墙体相变层的相对导热系数,通过该参数直观地反映出相变材料层全年的动态传热特性,从而对相变材料在不同地区建筑中的应用效果进行评估.通过将不同相变层的相对导热系数进行对比,得出不同相变材料在建筑中的应用效果差异较大.本文提出的相对导热系数能够为不同环境条件下相变材料的优选进行有效指导.     

变热流工况土壤导热系数对热恢复特性的影响研究

土壤热恢复特性是土壤源热泵长期稳定高效运行的决定性因素之一.土壤导热系数是土壤热物性最重要的参数之一,对土壤的热恢复特性具有决定性意义.利用ANSYS有限元分析模型,模拟研究在变热流工况下,土壤的导热系数对土壤热恢复特性的影响.     

基于损伤-相变本构模型的高强钢热成形数值模拟分析

针对目前商用有限元分析软件在模拟高强钢热成形过程中,只能模拟相变过程而无法模拟成形损伤过程这一问题,建立了高强钢热成形损伤-相变本构模型,通过编写该力学模型的用户自定义材料子程序,将其应用于LS-DYNA软件的高强钢热成形数值模拟中,在预测相变演化的同时实现成形损伤演化的预测。对帽形件进行了热成形虚拟试验,试验中马氏体体积分数的最大值出现在帽形件的法兰部位,其均值为98.5%,而成形损伤的最大值则集中在帽形件侧壁的中部,其值达到了0.7,该试验验证了本构模型的有效性,为高强钢热成形的实际生产提供了指导。     

碳纳米管填料对相变储能式热沉性能的影响

为了评估纳米复合相变材料在相变储能式热管理技术中的应用潜力,采用实验方法研究碳纳米管填料对相变储能式电子器件热沉瞬态性能的影响.选用十六醇为基底相变材料,以多壁碳纳米管为填料制备了不同质量分数（0.3%、1%和3%）的纳米复合相变材料,对复合相变材料的关键热物性进行表征.在短时较高热流密度（高达7.0 W/cm2）加热条件下,比较热沉（分为有翅片和无翅片2种结构）的瞬态性能随纳米复合相变材料中碳纳米管质量分数的变化规律.实验结果表明,在添加了碳纳米管填料之后热沉的性能较采用纯十六醇的工况有所削弱.虽然加入碳纳米管后纳米复合相变材料的导热系数有所提升,但黏度的急剧增加极大地削弱了熔化过程中的自然对流效应,从而抵消了导热强化所带来的性能提升.     

热冲压技术及其特性

热冲压是指将冲压材在奥氏体温度区加热，在高温下冲压成形并使其在模具内进行马氏体相变后，再用喷丸法除去高温加热时产生的氧化铁皮（铁鳞），从而在保证高强度的前提下获得需要的形状．     

热二极管在储能式太阳热水器中的应用研究

介绍了热二极管概念及其工作原理,分析了太阳能相变储能材料所应具备的热物理性质,对热二极管传热性能以及储能材料的相变规律开展了实验研究．实验结果表明：热二极管具有良好的启动和等温传热性能;当加热段内工质充液率约为85％时,热二极管传热效率和冷凝段换热系数均达到最佳值;储能材料内部在相变过程中存在不均匀性,且与冷凝段管壁间的换热系数较小．